CN109880177A - 一种高强度可降解植物纤维环保材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高强度可降解植物纤维环保材料,由如下重量份原料制成:55‑70份植物纤维,38‑52份改性液,13‑25份混合胶,15‑22份松香树脂,8‑16份软化剂,3‑8份纳米二氧化硅,3‑8份碳酸钙,1‑5份硬脂酸钠,55‑70份无水乙醇;本发明还公开了一种高强度可降解植物纤维环保材料的制备方法;本发明在制备高强度可降解植物纤维环保材料过程中加入了混合胶,该混合胶能够与改性植物纤维较好的结合,赋予植物纤维良好的机械性能,而且在制备植物纤维环保材料过程中加入了纳米二氧化硅、松香树脂和硬脂酸钠等物质,能够进一步软化和促进植物纤维与混合胶的结合,并使得其结合更为稳定,提高稳定性。
Description
技术领域
本发明属于植物纤维领域,具体为一种高强度可降解植物纤维环保材料及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高,对自然资源的需求也越来越多,加剧了各类资源的紧缺,成本也不断攀升。在生活中,塑料制品、木塑制品和纸制品得到了广泛的应用。但是由于石油资源的紧缺,而且不易降解,塑料制品发展受到限制,木塑制品和纸制品由于需要砍伐树木,不仅给生态环境自然资源造成破坏,而且造纸还会产生大量的污水,给环境带来了二次污染。再者,木塑制品虽然机械强度大,但是难以降解,纸质制品虽然易降解,但是机械强度不大。
植物纤维是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。它的细胞细长,两端尖锐,具有较厚的次生壁,壁上常有单纹孔,成熟时一般没有活的原生质体。植物纤维是纤维素与各种营养物质结合生成的丝状或者絮状物,对于植物具有支撑、连接、包裹、充填等作用,广泛存在于植物秆茎、根系、果实、果壳中。
中国发明专利CN103333514A公开了种可降解增强型植物纤维材料及其制备方法,所述植物纤维材料包括稻壳粉末50-52%,可降解胶黏剂14%,增强剂12.5-13%,脱模剂1-3%,水18-20%,所述可降解胶黏剂为聚乙烯醇10%和脲醛树脂4%,所述增强剂为重质碳酸钙12%和纳米二氧化硅0.5-1%,所述脱模剂为硬脂酸或硬脂酸锌。本发明克服了现有植物纤维材料不可降解、成本较高、强度不足且生产周期长等缺点,即可降解,又具有良好的机械强度及韧度,使植物纤维材料应用更为广泛。但是该发明制备的植物纤维材料机械性能不够优秀,且易滋生霉菌从而影响其使用质量。
发明内容
为了克服上述的技术问题,本发明提供一种高强度可降解植物纤维环保材料及其制备方法。在制备高强度可降解植物纤维环保材料过程中加入了混合胶,该混合胶本质上属于硅橡胶与氟橡胶的并用胶,以纳米形态存在,自身有着良好的自洁性能,而且具有优异粘结性能,该混合胶能够与改性植物纤维较好的结合,赋予植物纤维良好的机械性能,而且在制备植物纤维环保材料过程中加入了纳米二氧化硅、松香树脂和硬脂酸钠等物质,能够进一步软化和促进植物纤维与混合胶的结合,并使得其结合更为稳定,提高稳定性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种高强度可降解植物纤维环保材料,由如下重量份原料制成:55-70份植物纤维,38-52份改性液,13-25份混合胶,15-22份松香树脂,8-16份软化剂,3-8份纳米二氧化硅,3-8份碳酸钙,1-5份硬脂酸钠,55-70份无水乙醇;
该高强度可降解植物纤维环保材料由如下方法制成:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将活化植物纤维加入改性液中,升温至75℃,控制压强为0.50MPa,超声30min,过滤,转移至80℃干燥箱中干燥15min,之后再次放入改性液中浸泡,如此反复3次,制得改性植物纤维;
步骤S3、将改性植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入软化剂和混合胶,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S4、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料。
进一步地,所述改性液由如下重量份原料制成:18-25份二乙二醇单甲醚,25-38份丙三醇,12-18份苯甲酸,10-16份月桂酸,20-26份邻苯二甲酸二烯丙酯,12-22份钛酸四丁酯。
进一步地,所述改性液由如下方法制成:
(1)将苯甲酸加入装有一半丙三醇的三口烧瓶中,以120r/min的转速进行磁力搅拌15min,搅拌结束后45℃水浴加热2h,加入二乙二醇单甲醚,以180r/min的转速磁力搅拌30min,升温至60℃,在此温度下保温1h后取出,静置冷却45min后制得混合液,作A液备用;
(2)将月桂酸、邻苯二甲酸二烯丙酯混合后加入装有另一半丙三醇的烧杯中,以100r/min的转速搅拌15min后加入钛酸四丁酯,超声45min后静置1h,做B液备用;
(3)将B液倒入A液中,75℃水浴加热并超声分散30min,取出冷却15min后转移至反应釜中,通入氮气排出空气,控制反应釜的真空度为-0.09MPa,温度为80℃,反应5h后制得改性液。
本发明以苯甲酸和丙三醇A液,以月桂酸、邻苯二甲酸二烯丙酯和丙三醇作为B液,制得一种改性液,通过将植物纤维浸泡在改性液中,通过控制温度和压强等参数对植物纤维继续改性,A液、B液混合后苯甲酸和月桂酸在邻苯二甲酸二烯丙酯、钛酸四丁酯的作用下产生协同效应,会使植物纤维表面的电荷发生迁移,而且能够除去植物纤维中羟基,防止植物纤维产生团聚现象,改性后的植物纤维有着优异的抗油污性能,进一步赋予制备的植物纤维环保材料优异的抗油污自洁性能。
进一步地,所述混合胶由如下方法制成:
(1)将35mL聚二甲基硅氧烷倒入三口烧瓶中,加入80mL甲基乙烯基硅油,55℃水浴加热50min后加入3g过硫酸钠,匀速搅拌15min,转移至烧杯中,加热升温至80℃,加入5mL正丁醇,以1200r/min的转速高速搅拌30min后转移至反应釜中,控制真空度-0.10MPa,温度为85℃,反应2h后取出,加入10mL甘油,静置30min后匀速搅拌10min,得到混合物;
(2)将混合物倒入管式反应器中,控制反应器温度为75℃,加入聚四氟乙烯和氟橡胶,以280r/min的转速进行搅拌,搅拌15min后升温至85℃,加入十二烷基硫酸钠、丙烯酸正丁酯,以150r/min的转速搅拌30min,制得混合液,控制混合物、聚四氟乙烯、氟橡胶、十二烷基硫酸钠和丙烯酸正丁酯的重量比为7∶3∶3∶0.5∶5;
(3)将混合液通过高速剪切机进行剪切,控制剪切转速为6000rpm,剪切15min后制得混合胶。
通过聚二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅油作为原料,以过硫酸钠作为催化剂,以正丁醇作为有机溶剂制备出一种混合物,该混合物主要成分为硅橡胶,所以该混合物表面存在大量羟基,极易发生团聚现象,而氟橡胶由于其主链或侧链的碳原子上含有氟原子,所以具有优异的耐热性、抗氧化性、耐油性,但是由于氟橡胶支链大量聚集,形成无规则特殊结构,导致氟橡胶耐低温性能差所以本发明在制备混合胶的过程中通过十二烷基硫酸钠、丙烯酸正丁酯来促进反应进程,消除硅橡胶表面的羟基,使得硅橡胶不易团聚能更好的与氟橡胶并用,制备出的混合胶为硅橡胶与氟橡胶的并用胶,以纳米形态存在,自身有着良好的自洁性能,而且具有优异粘结性能。
进一步地,所述软化剂为邻苯二甲酸二辛酯、古马隆树脂、松焦油中的一种或几种。
一种高强度可降解植物纤维环保材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将活化植物纤维加入改性液中,升温至75℃,控制压强为0.50MPa,超声30min,过滤,转移至80℃干燥箱中干燥15min,之后再次放入改性液中浸泡,如此反复3次,制得改性植物纤维;
步骤S3、将改性植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入软化剂和混合胶,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S4、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料。
本发明的有益效果:
(1)本发明先通过无水乙醇加热升温对植物纤维进行初步的活化,活化后的植物纤维通过改性液进行改性,在改性过程中通过A液、B液混合后苯甲酸和月桂酸在邻苯二甲酸二烯丙酯、钛酸四丁酯的作用下产生协同效应,会使植物纤维表面的电荷发生迁移,而且能够除去植物纤维中羟基,防止植物纤维产生团聚现象,改性后的植物纤维有着优异的抗油污性能,进一步赋予制备的植物纤维环保材料优异的抗油污自洁性能;
(2)本发明在制备高强度可降解植物纤维环保材料过程中加入了混合胶,该混合胶本质上属于硅橡胶与氟橡胶的并用胶,以纳米形态存在,自身有着良好的自洁性能,而且具有优异粘结性能,该混合胶能够与改性植物纤维较好的结合,赋予植物纤维良好的机械性能,而且在制备植物纤维环保材料过程中加入了纳米二氧化硅、松香树脂和硬脂酸钠等物质,能够进一步软化和促进植物纤维与混合胶的结合,并使得其结合更为稳定,提高稳定性;
(3)本发明制备植物纤维环保材料具有优异的可降解性能和机械强度,并且被赋予良好的抗油污性能,拥有自洁性,而且制备过程简单,成本较低,能够更好的取代塑料制品、木塑制品和纸制品符合环保的要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强度可降解植物纤维环保材料,由如下重量份原料制成:55份植物纤维,38份改性液,13份混合胶,15份松香树脂,8份邻苯二甲酸二辛酯,3份纳米二氧化硅,3份碳酸钙,1份硬脂酸钠,55份无水乙醇;
该高强度可降解植物纤维环保材料由如下方法制成:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将活化植物纤维加入改性液中,升温至75℃,控制压强为0.50MPa,超声30min,过滤,转移至80℃干燥箱中干燥15min,之后再次放入改性液中浸泡,如此反复3次,制得改性植物纤维;
步骤S3、将改性植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入邻苯二甲酸二辛酯和混合胶,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S4、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料;
所述改性液由如下方法制成:
(1)将苯甲酸加入装有一半丙三醇的三口烧瓶中,以120r/min的转速进行磁力搅拌15min,搅拌结束后45℃水浴加热2h,加入二乙二醇单甲醚,以180r/min的转速磁力搅拌30min,升温至60℃,在此温度下保温1h后取出,静置冷却45min后制得混合液,作A液备用;
(2)将月桂酸、邻苯二甲酸二烯丙酯混合后加入装有另一半丙三醇的烧杯中,以100r/min的转速搅拌15min后加入钛酸四丁酯,超声45min后静置1h,做B液备用;
(3)将B液倒入A液中,75℃水浴加热并超声分散30min,取出冷却15min后转移至反应釜中,通入氮气排出空气,控制反应釜的真空度为-0.09MPa,温度为80℃,反应5h后制得改性液;
所述混合胶由如下方法制成:
(1)将35mL聚二甲基硅氧烷倒入三口烧瓶中,加入80mL甲基乙烯基硅油,55℃水浴加热50min后加入3g过硫酸钠,匀速搅拌15min,转移至烧杯中,加热升温至80℃,加入5mL正丁醇,以1200r/min的转速高速搅拌30min后转移至反应釜中,控制真空度-0.10MPa,温度为85℃,反应2h后取出,加入10mL甘油,静置30min后匀速搅拌10min,得到混合物;
(2)将混合物倒入管式反应器中,控制反应器温度为75℃,加入聚四氟乙烯和氟橡胶,以280r/min的转速进行搅拌,搅拌15min后升温至85℃,加入十二烷基硫酸钠、丙烯酸正丁酯,以150r/min的转速搅拌30min,制得混合液,控制混合物、聚四氟乙烯、氟橡胶、十二烷基硫酸钠和丙烯酸正丁酯的重量比为7∶3∶3∶0.5∶5;
(3)将混合液通过高速剪切机进行剪切,控制剪切转速为6000rpm,剪切15min后制得混合胶。
实施例2
一种高强度可降解植物纤维环保材料,由如下重量份原料制成:60份植物纤维,40份改性液,15份混合胶,18份松香树脂,10份邻苯二甲酸二辛酯,5份纳米二氧化硅,5份碳酸钙,3份硬脂酸钠,60份无水乙醇;
该高强度可降解植物纤维环保材料由如下方法制成:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将活化植物纤维加入改性液中,升温至75℃,控制压强为0.50MPa,超声30min,过滤,转移至80℃干燥箱中干燥15min,之后再次放入改性液中浸泡,如此反复3次,制得改性植物纤维;
步骤S3、将改性植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入邻苯二甲酸二辛酯和混合胶,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S4、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料。
实施例3
一种高强度可降解植物纤维环保材料,由如下重量份原料制成:65份植物纤维,50份改性液,22份混合胶,29份松香树脂,13份邻苯二甲酸二辛酯,6份纳米二氧化硅,6份碳酸钙,4份硬脂酸钠,65份无水乙醇;
该高强度可降解植物纤维环保材料由如下方法制成:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将活化植物纤维加入改性液中,升温至75℃,控制压强为0.50MPa,超声30min,过滤,转移至80℃干燥箱中干燥15min,之后再次放入改性液中浸泡,如此反复3次,制得改性植物纤维;
步骤S3、将改性植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入邻苯二甲酸二辛酯和混合胶,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S4、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料。
实施例4
一种高强度可降解植物纤维环保材料,由如下重量份原料制成:70份植物纤维,52份改性液,25份混合胶,22份松香树脂,16份邻苯二甲酸二辛酯,8份纳米二氧化硅,8份碳酸钙,5份硬脂酸钠,70份无水乙醇;
该高强度可降解植物纤维环保材料由如下方法制成:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将活化植物纤维加入改性液中,升温至75℃,控制压强为0.50MPa,超声30min,过滤,转移至80℃干燥箱中干燥15min,之后再次放入改性液中浸泡,如此反复3次,制得改性植物纤维;
步骤S3、将改性植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入邻苯二甲酸二辛酯和混合胶,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S4、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料。
对比例1
本对比例与实施例1相比未将植物纤维进行改性,制备方法如下所示:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入邻苯二甲酸二辛酯和混合胶,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S3、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料。
对比例2
本对比例与实施例1相比未加入混合胶,制备方法如下所示:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将活化植物纤维加入改性液中,升温至75℃,控制压强为0.50MPa,超声30min,过滤,转移至80℃干燥箱中干燥15min,之后再次放入改性液中浸泡,如此反复3次,制得改性植物纤维;
步骤S3、将改性植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入邻苯二甲酸二辛酯,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S4、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料。
对比例3
本对比例为市场中一种植物纤维环保材料。
对实施例1-4和对比例1-3制备的高强度可降解植物纤维环保材料的抑菌率、降解性、拉伸强度和断裂伸长率进行检测,结果如下表1、2所示;
表1
降解性:
对实施例1-4和对比例1-3制备的高强度可降解植物纤维环保材料埋入温暖潮湿的土壤中,并保持土壤潮湿,观察产品的降解程度,计算质量变化,结果如下表2所示;
表2
从上表1-3中能够看出实施例1-4制备的高强度可降解植物纤维环保材料抑菌率在99.1%-99.4%之间,掩埋30天质量减少10%-17%,掩埋60天质量减少35%-50%,掩埋90天质量减少73%-85%,对比例1-3抑菌率在71.5%-95.6%之间,掩埋30天质量减少5%-9%,掩埋60天质量减少21%-33%,掩埋90天质量减少53%-71%;实施例1-4拉伸强度在17.8-21.6(MPa)之间,对比例1-3拉伸强度在10.5-16.5(MPa)之间;实施例1-4断裂伸长率在15.1%-17.1%范围内,对比例1-3断裂伸长率在6.5%-13.8%范围内。所以本发明制备的植物纤维环保材料不仅具有良好的机械强度和降解功能,而且具有优异的抗菌自洁性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高强度可降解植物纤维环保材料,其特征在于,由如下重量份原料制成:55-70份植物纤维,38-52份改性液,13-25份混合胶,15-22份松香树脂,8-16份软化剂,3-8份纳米二氧化硅,3-8份碳酸钙,1-5份硬脂酸钠,55-70份无水乙醇;
该高强度可降解植物纤维环保材料由如下方法制成:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将活化植物纤维加入改性液中,升温至75℃,控制压强为0.50MPa,超声30min,过滤,转移至80℃干燥箱中干燥15min,之后再次放入改性液中浸泡,如此反复3次,制得改性植物纤维;
步骤S3、将改性植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入软化剂和混合胶,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S4、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料。
2.根据权利要求1所述的一种高强度可降解植物纤维环保材料,其特征在于,所述改性液由如下重量份原料制成:18-25份二乙二醇单甲醚,25-38份丙三醇,12-18份苯甲酸,10-16份月桂酸,20-26份邻苯二甲酸二烯丙酯,12-22份钛酸四丁酯。
3.根据权利要求1所述的一种高强度可降解植物纤维环保材料,其特征在于,所述改性液由如下方法制成:
(1)将苯甲酸加入装有一半丙三醇的三口烧瓶中,以120r/min的转速进行磁力搅拌15min,搅拌结束后45℃水浴加热2h,加入二乙二醇单甲醚,以180r/min的转速磁力搅拌30min,升温至60℃,在此温度下保温1h后取出,静置冷却45min后制得混合液,作A液备用;
(2)将月桂酸、邻苯二甲酸二烯丙酯混合后加入装有另一半丙三醇的烧杯中,以100r/min的转速搅拌15min后加入钛酸四丁酯,超声45min后静置1h,做B液备用;
(3)将B液倒入A液中,75℃水浴加热并超声分散30min,取出冷却15min后转移至反应釜中,通入氮气排出空气,控制反应釜的真空度为-0.09MPa,温度为80℃,反应5h后制得改性液。
4.根据权利要求1所述的一种高强度可降解植物纤维环保材料,其特征在于,所述混合胶由如下方法制成:
(1)将35mL聚二甲基硅氧烷倒入三口烧瓶中,加入80mL甲基乙烯基硅油,55℃水浴加热50min后加入3g过硫酸钠,匀速搅拌15min,转移至烧杯中,加热升温至80℃,加入5mL正丁醇,以1200r/min的转速高速搅拌30min后转移至反应釜中,控制真空度-0.10MPa,温度为85℃,反应2h后取出,加入10mL甘油,静置30min后匀速搅拌10min,得到混合物;
(2)将混合物倒入管式反应器中,控制反应器温度为75℃,加入聚四氟乙烯和氟橡胶,以280r/min的转速进行搅拌,搅拌15min后升温至85℃,加入十二烷基硫酸钠、丙烯酸正丁酯,以150r/min的转速搅拌30min,制得混合液,控制混合物、聚四氟乙烯、氟橡胶、十二烷基硫酸钠和丙烯酸正丁酯的重量比为7∶3∶3∶0.5∶5;
(3)将混合液通过高速剪切机进行剪切,控制剪切转速为6000rpm,剪切15min后制得混合胶。
5.根据权利要求1所述的一种高强度可降解植物纤维环保材料,其特征在于,所述软化剂为邻苯二甲酸二辛酯、古马隆树脂、松焦油中的一种或几种。
6.一种高强度可降解植物纤维环保材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、将植物纤维研磨粉碎,过50目筛后浸泡在无水乙醇中,55℃水浴加热,控制压强为0.35-0.38MPa,浸泡50min后过滤,得到活化植物纤维;
步骤S2、将活化植物纤维加入改性液中,升温至75℃,控制压强为0.50MPa,超声30min,过滤,转移至80℃干燥箱中干燥15min,之后再次放入改性液中浸泡,如此反复3次,制得改性植物纤维;
步骤S3、将改性植物纤维、松香树脂和硬脂酸钠混合后加入去离子水,转移至搅拌机内,加入软化剂和混合胶,以380r/min的转速搅拌15min后加入纳米二氧化硅,继续搅拌10min后,过滤,得到植物纤维混合材料;
步骤S4、将植物纤维混合材料置入温度为110℃的恒温蒸汽处理10min,之后控制温度以3℃/min的升温速率升温至135℃,在此温度下恒温蒸汽处理5min,取出,经模压成型、干燥,制得高强度可降解植物纤维环保材料。
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