CN111100356A - 一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法 - Google Patents

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刘晓洋
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Abstract

一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，涉及一种生物质材料制备方法，本发明公开了一种以油酸酰胺为分散剂降解度高的稻壳粉/PE复合材料的制备过程。它选用了油酸酰胺对稻壳粉进行表面的预处理，长直链的油酸酰胺在稻壳粉表面缠绕包覆封锁住裸露在表面上亲水的羟基，使稻壳粉与PE能够较好的结合。同时油酸酰胺的存在会使PE加工性提高，熔体流动性增加，稻壳粉在PE中的分散程度更高。分散更加均匀的稻壳粉与PE在高温降解时更容易发生协同作用，使得热解的复合材料产生更多的挥发性气体和更少的残炭。这种生物质复合材料高降解低残留的性质不仅可以作为绿色环保材料广泛使用，更可以作为热裂解原料，从而实现资源循环高效利用。

Description

一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物质材料制备方法，特别是涉及一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法。
背景技术
伴随着世界石油能源储备的减少和开采难度的增加，以及使用石油能源带来的环境污染，尽快开发可替代能源，特别是可再生能源已经成为亟需解决的重要课题。通过热化学转化技术可将来源广泛、可再生的生物质转化为能源，快速热解是其中一项重要的转化技术。
生物质复合材料的主要组分生物质和塑料都属于富含Ｃ、Ｈ的物料，生物质复合材料的元素组成更不会因材料的多次循环使用而发生显著变化，适合作为热裂解原料用于制备生物燃油，从而实现资源循环高效利用与环境保护的有机结合。
但由于塑料是由弱极性或非极性高分子形成的低表面能体系，而生物质材料是由天然高分子化合物及抽提物等组成的高表面能体形结构，两相材料混合时，表面看起来是均匀的混合物，但实际上生物质在塑料中并不能均匀分散，可以在电子显微镜下观察到大量团聚。因此，对生物质进行表面改性，提高其在塑料基体中的分散度是很有必要的。
公开专利号为CN 104788852 A的发明专利申请，其公开了使用高级脂肪醇作为润滑剂。其制的的木塑复合材料表面光滑而细腻，木粉分散均匀，力学性能提高。但高级脂肪醇制备较为复杂，而油酸酰胺作为塑料膜常用的润滑剂十分常见，更易获得。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，本发明提高了生物质在塑料中的分散性，在用油酸酰胺表面改性生物质后，长直链的油酸酰胺在生物质基表面缠绕包覆封锁住裸露在表面上亲水基团，使生物质基与塑料能够较好的结合。同时油酸酰胺的存在会使塑料加工性提高，熔体流动性增加，生物质在塑料中的分散程度更高。分散更加均匀的生物质与塑料在高温降解时更容易发生协同作用，使得热解的复合材料产生更多的挥发性气体和更少的残炭。使得该材料在老化后仍能作为一种优质生物燃料使用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，所述方法包括以下制备过程：
（1）将稻壳粉碎至600目～800目，干燥至含水率达到 3% 左右，备用 ；
（2）按照质量份称取稻壳粉25-35份，分散剂 4-6份，增韧剂1-2份，抗氧剂0.08-0.1份，PE 55 -65份 ；
（3）将（2）称取的稻壳粉加入高混机，升温到70℃，加入（2）称取的分散剂继续混合，之后加入（2）称取的增韧剂继续高混，之后加入（2）称取的抗氧剂高混10分钟，最后加入（2）称取的PE高混10分钟，放料；
（4）将（3） 中得到的混合料用双螺杆挤出机挤出、拉丝、造粒，双螺杆挤出机螺杆直径为 75mm，长径比为45:1，挤出机温度依次设定为：一区120-130℃，二区125-135℃，三区140-150℃，四区140-150℃，五区140-150℃，六区140-150℃，七区140-135℃，八区140-135℃，九区135-130℃，机头温度130-135℃。
所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，所述生物质复合材料配比为各组分按重量计：
生物质 25-35份；
油酸酰胺 4-6份；
增韧剂 1-3份；
抗氧剂 0.08-0.1份；
塑料颗粒 55-65份。
所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，所述稻壳粉选用水稻稻壳粉，粉的目数为600目～800目。
所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，所述增韧剂为MBS。
所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，所述抗氧剂为 1010。
所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，所述高密度聚乙烯为吹膜级。
本发明的优点与效果是：
本发明为绿色环保产业，将农作废物回收利用，生产出极具使用价值与可作为生物燃料的高降解低残留生物质复合材料。生产的产品成本低，工艺简单，提高了稻壳的附加值，更加有效避免了塑料污染对环境的影响，是一种绿色环保材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1-3分别以油酸酰胺、十二苯磺酸和马来酸酐接枝聚乙烯（8%接枝率）为分散剂按上述配比称取，与高速搅拌机混合，出料，挤出，切粒。对制得的三种式样进行热重分析，测得最终热解残留物质量。
表格
Figure 219396DEST_PATH_IMAGE002
：实施例1-3热重分析数据
Figure DEST_PATH_IMAGE004
从表格一中对比可知，三种分散剂对初始分解温度、第一降解速率峰值和第二降解速率峰值无影响。但油酸酰胺的添加使得材料最终的热解残留质量降低，相比较其他两种分解程度更高。高分解低残留的实施例1更适合作为生物燃料，实现高效资源循环和环境保护，同时可实现大批量生产，满足市场工业化要求和可持续发展。
以上通过具体实施例对本发明进行了进一步说明，不过这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。本领域技术人员理解，在不超出本发明的精神和保护范围的情况下，可以对本发明的技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均应落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附的权利要求为准。

Claims (6)

1.一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备过程：
（1）将稻壳粉碎至600目～800目，干燥至含水率达到 3% 左右，备用 ；
（2）按照质量份称取稻壳粉25-35份，分散剂 4-6份，增韧剂1-2份，抗氧剂0.08-0.1份，PE 55 -65份 ；
（3）将（2）称取的稻壳粉加入高混机，升温到70℃，加入（2）称取的分散剂继续混合，之后加入（2）称取的增韧剂继续高混，之后加入（2）称取的抗氧剂高混10分钟，最后加入（2）称取的PE高混10分钟，放料；
（4）将（3） 中得到的混合料用双螺杆挤出机挤出、拉丝、造粒，双螺杆挤出机螺杆直径为 75mm，长径比为45:1，挤出机温度依次设定为：一区120-130℃，二区125-135℃，三区140-150℃，四区140-150℃，五区140-150℃，六区140-150℃，七区140-135℃，八区140-135℃，九区135-130℃，机头温度130-135℃。
2.根据权利要求1所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，其特征在于，所述生物质复合材料配比为各组分按重量计：
生物质 25-35份；
油酸酰胺 4-6份；
增韧剂 1-3份；
抗氧剂 0.08-0.1份；
塑料颗粒 55-65份。
3.根据权利要求1所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，其特征在于，所述稻壳粉选用水稻稻壳粉，粉的目数为600目～800目。
4.根据权利要求1所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，其特征在于，所述增韧剂为MBS。
5.根据权利要求1所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为 1010。
6.根据权利要求1所述的一种油酸酰胺为分散剂的生物质复合材料制备方法，其特征在于，所述高密度聚乙烯为吹膜级。
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