CN112980208A - 一种生物基秸秆复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及生物基复合材料领域，具体公开了一种生物基秸秆复合材料及其制备方法及应用。生物基秸秆复合材料包括以下重量份的组分：小麦秸秆纤维35‑55份、聚丙烯45‑65份、相容剂1‑3份、纳米韧性材料6‑12份；其制备方法为：将聚丙烯粉碎后过120目筛，与小麦秸秆纤维混合后，在80‑85℃下干燥2h，加入相容剂和纳米增韧材料，在40‑60℃下混炼15‑20min，挤出、拉条、冷切、切粒、干燥后得到生物基秸秆复合材料。本申请的生物基秸秆复合材料可用于制备雪糕棒、家居日用品、餐具及仿木产品，其具有秸秆和塑料的相容性高，力学性能好，雪糕棒具有防霉菌腐蚀的优点。

Description

一种生物基秸秆复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本申请涉及生物基复合材料技术领域，更具体地说，它涉及一种生物基秸秆复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
秸秆是一种禾本植物，是全世界最主要的农副产物，也是利用价值最高的农产品，但长期以来，农作物秸秆主要用于肥料、染料、饲料和造纸原料，利用率较低，其余大部分秸秆被进行焚烧处理，导致严重的雾霾或其他空气污染。秸秆的利用方向之一是开发秸塑产品，替代木塑材料，以减少森林砍伐量，减少木塑产业的快速发展对森林的威胁，在充分利用秸秆资源的同时，获得环境保护的效益。
秸秆的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，将秸秆与塑料复合成生物基复合材料时，由于秸秆的密度较低，质量较轻，粉碎后的堆积密度只有0.06-0.1g/cm3，远低于塑料的堆积密度，秸秆和塑料存在难以相容的问题，易造成秸秆上浮团聚，不能混合均匀。
针对上述中的相关技术，发明人认为生物基秸秆复合材料在制备时，秸秆和塑料存在难以相容的问题，与传统塑料下相比，生物基秸秆复合材料的力学性能依然有待提升。
发明内容
为了改善秸秆与塑料的相容性，提高生物基秸秆复合材料的力学性能，本申请提供一种生物基秸秆复合材料及其制备方法和应用。
第一方面，本申请提供一种生物基秸秆复合材料，采用如下的技术方案：
一种生物基秸秆复合材料，包括以下重量份的组分：小麦秸秆纤维35-55份、聚丙烯45-65份、相容剂1-3份、纳米韧性材料6-12份；
每重量份所述小麦秸秆纤维的制备方法如下：(1)将小麦秸秆粉碎、干燥，形成小麦秸秆纤维，将1-2重量份钛酸酯偶联剂、0.4-0.8重量份马来酸酐接枝聚丙烯蜡和5-10重量份无水乙醇混合，形成喷洒液，将喷洒液均匀喷洒在小麦秸秆纤维上，在800-900W的功率下微波辐射3-5min，小麦秸秆纤维和喷洒液的质量比为1:0.5-0.8；(2)将步骤(1)处理的小麦秸秆纤维至于浓度为60-80％的木糖醇酶溶液中，在50-80℃下浸渍3-5h，洗涤，真空干燥，小麦秸秆纤维与木糖醇酶溶液的质量比为1:1.3-1.5。
通过采用上述技术方案，由于采用钛酸酯偶联剂和马来酸酐接枝聚丙烯蜡溶于乙醇作为喷涂液，喷洒在小麦秸秆纤维上，在微波的作用下，小麦秸秆纤维表面粗糙度增大，极性降低，秸秆表面的羟基与钛酸酯偶联剂和马来酸酐接枝聚丙烯蜡发生酯化反应，削弱了小麦秸秆纤维的极性，使其与聚丙烯的亲和力提高，更有利于聚丙烯对其进行包裹，形成粘结强度良好的界面层，接着使用木糖醇酶进行浸渍处理，使得小麦秸秆中羟基含量下降，减少秸秆纤维存在的半纤维素和游离的纤维素，提高秸秆纤维与聚丙烯处理的相容性，使秸秆纤维和聚丙烯结合更加紧密，力学性能得到提高。
优选的，每重量份所述纳米韧性材料包括如下重量份的组分：纳米氧化锌4.5-6份、EPDM 2-3份、PMMA 10-14份、碳纤维3.4-5.2份、玻璃纤维1.6-2.8份、分散剂0.3-0.6份、粘合剂0.4-0.8份、二氧化硅溶胶5-10份。
通过采用上述技术方案，碳纤维在高强度和高硬度，但存在刚性较大的缺点，玻璃纤维的机械强度高，但较脆，因此使用二氧化硅凝胶改善玻璃纤维和碳纤维的刚性和脆性，使其玻璃纤维和碳纤维不仅强度更好，还具有耐拉伸性能，韧性得到提升；纳米氧化锌的粒子极细，表面活性大，能提升纳米增韧材料的抗冲击强度和拉伸强度；PMMA具有较高的表面硬度和耐候性，EDPM是非极性橡胶，具有优异的疏水性，能降低复合材料的亲水性；多种原料配合作用，能改善生物基秸秆复合材料的相容性，提高界面结合力，增强力学性能。
优选的，所述纳米增韧材料的制备方法如下：(1)将碳纤维和玻璃纤维混合均匀，加入到二氧化硅溶胶中，在-(0.5～1)MPa下混合均匀，干燥，粉碎，形成骨架材料A；
(2)将纳米氧化锌加入到由粘合剂和水混合制成的浓度为40-50％的粘合剂溶液中，混合均匀后，均匀喷涂至EPDM上，真空干燥，形成骨架材料B；
(3)将骨架材料A、骨架材料B、分散剂和PMMA混合，升温至130-140℃，混合均匀后，在60-80℃下干燥4-6h，粉碎，制成纳米增韧材料。
通过采用上述技术方案，首先采用真空浸渍且加压的方式，增大二氧化硅溶胶与碳纤维、玻璃纤维内部孔隙的复合动力，同时将碳纤维和玻璃纤维内部的气泡排出完全，使更多的二氧化硅溶胶注入纤维基体的孔隙内，增加纤维基体的抗拉伸性能；将纳米氧化锌用粘合剂粘附在EPDM的表面，纳米氧化锌在相邻EDPM之间起到桥联作用，纳米氧化锌周围的应力场和EPDM周围的应力场相互交迭，粒子的间距被大幅度减小，使骨架材料B发生脆韧转变，冲击强度显著提高，并且采用喷涂粘合的方式，能防止纳米氧化锌与EPDM发生团聚；最后将PMMA包覆在骨架材料A和骨架材料B上，增强纳米氧化锌、二氧化硅与聚丙烯之间的界面相互作用力，促进纳米氧化锌和二氧化硅在聚丙烯中的分散，提高生物基复合材料形成裂纹的最大应力，延长裂纹引发时间，增强裂纹引发和扩张所需的能力，从而提高生物基复合材料的拉伸强度和抗冲击强度。
优选的，所述分散剂壬基酚聚氧乙烯醚、磺酸盐共聚物和聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合物。
通过采用上述技术方案，使用壬基酚聚氧乙烯醚、磺酸盐共聚物和聚丙烯酰胺作为分散剂，能有效改善骨架材料A、骨架材料B在PMM中的分散性，对骨架材料A中的二氧化硅具有润湿能力和稳定作用，降低体系的界面张力，在机械外力的作用下，使骨架材料A和骨架材料B快速分散。
优选的，所述相容剂为质量比为1:0.6-0.9的马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂。
通过采用上述技术方案，马来酸酐接枝聚乳酸中的马来酸酐官能团与秸秆纤维表面的羟基发生酯化反应，形成氢键，而马来酸酐接枝聚乳酸中的非极性分子键可以与聚丙烯分子链相互缠绕，起到桥梁作用，增加秸秆纤维与聚丙烯之间的界面结合力，提高复合材料的力学性能；而KH550硅烷偶联剂以硅氧键结合在秸秆纤维表面，形成稳定的结构，降低纤维的亲水性，从而大幅度提高秸秆纤维与聚丙烯之间的界面粘接性，使秸秆纤维与聚丙烯基体的相容性良好；同时使用马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂作为相容剂，能有效降低秸秆纤维的极性，使秸秆纤维与聚丙烯的粘结强度增大，力学性能增强。
第二方面，本申请提供一种生物基秸秆复合材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种生物基秸秆复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯粉碎后过120目筛，与小麦秸秆纤维混合后，在80-85℃下干燥2h，加入相容剂和纳米增韧材料，混合均匀，在140-190℃下挤出，得熔融体，将熔融体进行拉条、冷切、切粒，制得生物基秸秆复合材料。
通过采用上述技术方案，将聚丙烯和小麦秸秆纤维混合后干燥，去除内部水分，然后将相容剂和纳米增韧材料混合，挤出、冷却、切粒，制备方法简单，易于工业化操作。
第三方面，本申请提供一种生物基秸秆复合材料的应用，采用如下的技术方案：一种生物基秸秆复合材料的应用，用于制备雪糕棒、家居日用品、餐具及仿木产品。
通过采用上述技术方案，使用小麦秸秆纤维和聚丙烯制备雪糕棒、家具日用品、餐具和仿木产品，具有绿色、天然、低碳、环保、节能的优点，其表面具有天然植物纹理，用于广泛，使用安全。
优选的，雪糕棒的制备方法为：将熔融体或生物基秸秆复合材料加入到模具中，在1.8-2.2MPa下保压0.5-1.5min，自然冷却，制得雪糕棒，生物基秸秆复合材料加入模具前需加热至140-160℃。
通过采用上述技术方案，将生物基秸秆复合材料熔融后加入到模具中，或直接将熔融体加入到模具中，均能进行雪糕棒的制作，使雪糕棒具有较好的强度和硬度，不易变形，绿色环保。
优选的，当雪糕棒冷却至室温时，放入质量分数为5-7％的氢氧化钠溶液中，在80-90℃下处理50-60min，用去离子水洗涤至中性后，放入防霉处理液中，在-(0.08～0.1)MPa下保压1-2h，在45-50℃下干燥1-2h，雪糕棒与防霉处理液的质量比为1:1.5-1.8。
通过采用上述技术方案，雪糕棒在储存时，易受到霉菌的腐蚀，霉菌腐蚀后的雪糕棒表面会产生大面积的霉菌斑点，造成雪糕棒无法继续使用，将雪糕棒用氢氧化钠溶液处理雪糕棒，使雪糕棒表面纤维原纤话，即将复合材料中的秸秆纤维束***成更小的纤维，纤维直径降低，长径比增加，与聚丙烯材料的接触面积增加，与聚丙烯的结合更好，从而提高了雪糕棒的防霉效力，最后将防霉处理液通过加压浸渍，进入雪糕棒内部，从而增加雪糕棒的防霉效果。
优选的，所述防霉处理液为由以下重量份的组分制成：莳萝籽精油0.8-1.3份、茶叶提取物0.4-0.8份、山苍子精油1-1.5份、蒸馏水2-3份。
通过采用上述技术方案，山苍子精油中的主要成分为柠檬醛，其具有使细胞中总MDA和H202增加，细胞内物质泄漏，总脂质和麦角甾醇含量降低，从而诱导霉菌发生严重的膜脂过氧化损伤，增加细胞膜的通透性，破坏细胞膜结构，达到抑制霉菌生长的作用，抑菌广谱，且无毒；茶叶提取物中主要活性成分为茶多酚，具有抑制细胞增殖等作用，对多种微生物的抑制能力较强；莳萝籽精油具有抗微生物、抗真菌和抗菌性能，将山苍子精油、茶叶提取物和莳萝籽精油协同使用，具有较强的抗菌防霉效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用钛酸酯偶联剂和马来酸酐接枝聚丙烯蜡喷涂小麦秸秆纤维，使用微波处理后，由于微波增大了小麦秸秆纤维的粗糙度，极性降低，使得钛酸酯偶联剂和马来酸酐接枝聚丙烯蜡接枝到纤维表面，加强界面相互渗透深度和界面机械互锁，增强了小麦秸秆纤维与聚丙烯之间的界面结合力，最后用木糖醇酶对小麦秸秆纤维处理，降低小麦秸秆纤维中的羟基含量，从而增加小麦秸秆纤维与聚丙烯之间的相容性，提高生物基秸秆复合材料的力学性能。
2、本申请中优选采用加压浸渍方式，使二氧化硅凝胶进入玻璃纤维和碳纤维的孔隙内，降低碳纤维和玻璃纤维的刚性和脆性，然后将纳米氧化锌通过粘合剂附着在EDPM的表面，增加EDPM的硬度，最后将PMMA包覆在碳纤维、玻璃纤维以及纳米氧化锌表面，表面包覆的PMMA增强了聚丙烯与纳米氧化锌、碳纤维等组分之间的相互作用，使纳米增韧材料以纳米尺寸分散在生物基秸秆复合材料中，以改善生物基秸秆复合材料的力学效果。
3、本申请中优选使用马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂作为相容剂，马来酸酐接枝聚乳酸与纤维表面的羟基发生酯化反应，而KH550硅烷偶联剂与硅氧键结合在纤维表面，降低秸秆纤维的亲水性，增大秸秆与聚丙烯之间的相容性，增大界面粘接力度，改善力学强度。
4、本申请中将生物基秸秆复合材料用于制备雪糕棒、仿木产品以及家居日用品和餐具，具有绿色、天然、低碳、环保、节能的优点。
5、本申请中使用防霉处理液对雪糕棒进行处理，能防止雪糕棒在储存时发生霉变，导致雪糕棒变现出现大面积霉菌斑点而无法继续使用。
具体实施方式
小麦秸秆纤维的制备例1-7
制备例1-7中钛酸酯偶联剂选自东莞毅胜化工有限公司，型号为DC2-A；马来酸酐接枝聚丙烯蜡选自东莞市沅成新材料有限公司，型号为PP001；木糖醇酶选自上海西格生物科技有限公司。
制备例1：(1)将小麦秸秆粉碎至400目，在120℃下真空干燥2h，形成小麦秸秆纤维，将1kg钛酸酯偶联剂、0.4kg马来酸酐接枝聚丙烯蜡和5kg无水乙醇混合，形成喷洒液，将喷洒液均匀喷洒在小麦秸秆纤维上，在800W的功率下微波辐射5min，小麦秸秆纤维和喷洒液的质量比为1:0.5；
(2)将步骤(1)处理的小麦秸秆纤维至于浓度为60％的木糖醇酶溶液中，在50℃下浸渍5h，洗涤3次，在80℃下真空干燥2h，小麦秸秆纤维与木糖醇酶溶液的质量比为1:1.3。
制备例2：(1)将小麦秸秆粉碎至400目，在110℃下真空干燥3h，形成小麦秸秆纤维，将1.5kg钛酸酯偶联剂、0.6kg马来酸酐接枝聚丙烯蜡和8kg无水乙醇混合，形成喷洒液，将喷洒液均匀喷洒在小麦秸秆纤维上，在850W的功率下微波辐射4min，小麦秸秆纤维和喷洒液的质量比为1:0.6；
(2)将步骤(1)处理的小麦秸秆纤维至于浓度为70％的木糖醇酶溶液中，在70℃下浸渍4h，洗涤3次，在80℃下真空干燥1.5h，小麦秸秆纤维与木糖醇酶溶液的质量比为1:1.4。
制备例3：(1)将小麦秸秆粉碎至400目，在115℃下真空干燥1.5h，形成小麦秸秆纤维，将2kg钛酸酯偶联剂、0.8kg马来酸酐接枝聚丙烯蜡和10kg无水乙醇混合，形成喷洒液，将喷洒液均匀喷洒在小麦秸秆纤维上，在900W的功率下微波辐射3min，小麦秸秆纤维和喷洒液的质量比为1:0.8；
(2)将步骤(1)处理的小麦秸秆纤维至于浓度为80％的木糖醇酶溶液中，在80℃下浸渍3h，洗涤3次，在70℃下真空干燥2h，小麦秸秆纤维与木糖醇酶溶液的质量比为1:1.5。
制备例4：与制备例1的区别在于，步骤(1)喷洒液中未添加钛酸酯偶联剂。
制备例5：与制备例1的区别在于，步骤(1)喷洒液中未添加，马来酸酐接枝聚丙烯蜡。
制备例6：与制备例1的区别在于，步骤(1)中未进行微波辐射。
制备例7：与制备例1的区别在于，未进行步骤(2)。
纳米韧性材料的制备例1-6
制备例1-6中纳米氧化锌选自浙江亚美纳米科技有限公司，细度为50nm；EPDM选自上海阜润塑化科技有限公司，型号为3090EM；PMMA选自上海宏磊塑化有限公司，型号为VH6001；聚乙烯醇选自东莞市七洲塑化有限公司，型号为BP-17；羧甲基纤维素选自任丘市金誉化工有限公司，型号为jy-004；淀粉选自山东富然化工科技有限公司，型号为0123；磺酸盐共聚物选自上海凯茵化工，型号为DH-5038；壬基酚聚氧乙烯醚选自广州辰仕化工有限公司，型号为NP8.6；聚丙烯酰胺选自任丘市金泉化工有限公司，型号为JQ-002，碳纤维上海力硕复合材料科技有限公司，货号为05；玻璃纤维选自东莞市鑫圣佳复合材料有限公司，货号为XSJ-40；二氧化硅溶胶选自上海硅缘材料科技有限公司，型号为NSHC-520。
制备例1：(1)将3.4kg碳纤维和1.6kg玻璃纤维混合均匀，加入到5kg二氧化硅溶胶中，在-0.5MPa下混合均匀，在70℃下干燥2h，形成骨架材料A；
(2)将4.5kg纳米氧化锌加入到由0.4kg粘合剂和水混合制成的浓度为40％的粘合剂溶液中，混合均匀后，均匀喷涂至2kg EPDM上，在80℃下真空干燥2h，形成骨架材料B，粘合剂为聚乙烯醇；
(3)将骨架材料A、骨架材料B、0.3kg分散剂和10kg PMMA混合，升温至130℃，混合均匀后，在60℃下干燥6h，粉碎至20nm，制成纳米增韧材料，分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
制备例2：(1)将4.3kg碳纤维和2.2kg玻璃纤维混合均匀，加入到8kg二氧化硅溶胶中，在-0.8MPa下混合均匀，在80℃下干燥1h，形成骨架材料A；
(2)将5.3kg纳米氧化锌加入到由0.6kg粘合剂和水混合制成的浓度为45％的粘合剂溶液中，混合均匀后，均匀喷涂至2.5kg EPDM上，在85℃下真空干燥1.5h，形成骨架材料B，粘合剂为羧甲基纤维素；
(3)将骨架材料A、骨架材料B、0.5kg分散剂和12kg PMMA混合，升温至135℃，混合均匀后，在70℃下干燥5h，粉碎至30nm，制成纳米增韧材料，分散剂为磺酸盐共聚物。
制备例3：(1)将5.2kg碳纤维和2.8kg玻璃纤维混合均匀，加入到10kg二氧化硅溶胶中，在-1MPa下混合均匀，在75℃下干燥1.5h，粉碎，形成骨架材料A；
(2)将6kg纳米氧化锌加入到由0.8kg粘合剂和水混合制成的浓度为50％的粘合剂溶液中，混合均匀后，均匀喷涂至3kg EPDM上，在90℃下真空干燥1h，形成骨架材料B，粘合剂为淀粉；
(3)将骨架材料A、骨架材料B、0.6kg分散剂和14kg PMMA混合，升温至140℃，混合均匀后，在80℃下干燥4h，粉碎至40nm，制成纳米增韧材料，分散剂为聚丙烯酰胺。
制备例4：(1)将6kg纳米氧化锌加入到由0.8kg粘合剂和水混合制成的浓度为50％的粘合剂溶液中，混合均匀后，均匀喷涂至3kg EPDM上，在90℃下真空干燥1h，粉碎，形成骨架材料B，粘合剂为淀粉；
(2)将骨架材料B、0.6kg分散剂和14kg PMMA混合，升温至130℃，混合均匀后，在80℃下干燥4h，粉碎至40nm，制成纳米增韧材料，分散剂为聚丙烯酰胺。
制备例5：(1)将5.2kg碳纤维和2.8kg玻璃纤维混合均匀，加入到10kg二氧化硅溶胶中，在-1MPa下混合均匀，在70℃下干燥2h，粉碎，形成骨架材料A；
(2)将骨架材料A、0.6kg分散剂和14kg PMMA混合，升温至130℃，混合均匀后，在80℃下干燥4h，粉碎至40nm，制成纳米增韧材料，分散剂为聚丙烯酰胺。
制备例6：与制备例1的区别在于，步骤(3)为：将骨架材料A、骨架材料B和0.6kg分散剂混合均匀，在80℃下干燥4h，粉碎至40nm，制成纳米增韧材料，分散剂为聚丙烯酰胺。
实施例
以下实施例中聚丙烯选自苏州瑞运来塑化进出口有限公司，型号为R307Y，其性能参数如表1所示，纳米二氧化硅选自南京保克特新材料有限公司，型号为PTA，PE选自苏州亿嘉源新材料有限公司，货号为6102；马来酸酐接枝聚乳酸选自深圳鑫亿塑胶化工有限公司，型号为xy1093，KH550硅烷偶联剂选自河南振亚化工产品有限公司。
表1 R307Y型聚丙烯的性能参数
Figure BDA0003024838210000071
Figure BDA0003024838210000081
实施例1：一种生物基秸秆复合材料，其原料配比如表2所示，该生物基秸秆复合材料的制备方法包括以下步骤：
将聚丙烯粉碎后过120目筛，与小麦秸秆纤维混合后，在80℃下干燥2h，加入相容剂和纳米增韧材料，混合均匀后，放入热流道共挤模具中进行热融挤出，得熔融体，将熔融体进行拉条、冷切、切粒，制得生物基秸秆复合材料，热流道共挤模具的一区温度为185℃，二区温度为165℃，三区温度为140℃，一区、二区和三区的射胶压力均为35bar，射胶速度均为99％，小麦秸秆纤维由制备例1制成，纳米增韧材料为纳米二氧化硅，相容剂为聚乙二醇。
表2实施例1-5中生物基秸秆复合材料的原料配比
Figure BDA0003024838210000082
实施例2-5：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，原料配比如表1所示。
实施例6：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，制备方法为：将聚丙烯粉碎后过120目筛，与小麦秸秆纤维混合后，在80℃下干燥2h，加入相容剂和纳米增韧材料，混合均匀后，放入热流道共挤模具中进行热融挤出，得熔融体，将熔融体进行拉条、冷切、切粒，制得生物基秸秆复合材料，热流道共挤模具的一区温度为190℃，二区温度为170℃，三区温度为145℃。
实施例7：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，小麦秸秆纤维由小麦秸秆纤维的制备例2制成。
实施例8：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，小麦秸秆纤维由小麦秸秆纤维的制备例3制成。
实施例9：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，纳米在增韧材料由纳米增韧材料的制备例1制成。
实施例10：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，纳米在增韧材料由纳米增韧材料的制备例2制成。
实施例11：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，纳米在增韧材料由纳米增韧材料的制备例3制成。
实施例12：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，纳米在增韧材料由纳米增韧材料的制备例4制成。
实施例13：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，纳米在增韧材料由纳米增韧材料的制备例5制成。
实施例14：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，纳米在增韧材料由纳米增韧材料的制备例6制成。
实施例15：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，相容剂为质量比为1:0.6的马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂。
实施例16：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，相容剂为质量比为1:0.7的马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂。
实施例17：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，相容剂为质量比为1:0.9的马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂。
实施例18：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，相容剂为马来酸酐接枝聚乳酸。
实施例19：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，相容剂KH550硅烷偶联剂。
实施例20：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，纳米增韧材料由制备例1制成，相容剂为质量比为1:0.6的马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂。
对比例
对比例1：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，小麦秸秆纤维由小麦秸秆纤维的制备例4制成。
对比例2：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，小麦秸秆纤维由小麦秸秆纤维的制备例5制成。
对比例3：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，小麦秸秆纤维由小麦秸秆纤维的制备例6制成。
对比例4：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，小麦秸秆纤维由小麦秸秆纤维的制备例7制成。
对比例5：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，小麦秸秆纤维由粉碎至400目，在120℃下干燥2h制成。
对比例6：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，未添加相容剂。
对比例7：一种生物基秸秆复合材料，与实施例1的区别在于，未添加纳米增韧材料。
对比例8：一种生物基秸秆复合塑料的制备方法：(1)将1份相容剂配成乙醇溶液，均匀喷洒至含1份CNCs或CNFs和40份秸秆的混合物上，室温放置6h，然后105℃干燥2h，烘干后的混合料备用，加入47份聚烯烃、8份增塑剂、2份热稳定剂、1份内润滑剂，在60-150℃下搅拌混合均匀，相容剂为PEG800，聚烯烃为PP，增塑剂为山梨醇，热稳定剂为硬脂酸锌，内润滑剂为液体石蜡；(2)在双螺杆挤出机内反应：将步骤(1)得到的物料加入双螺杆挤出机中，在130-220℃混炼、造粒，即得到生物基秸秆复合塑料。
性能检测试验
按照实施例1-20和对比例1-8中的方法制备生物基秸秆复合材料，并按照以下方法检测复合材料的机械性能，将检测结果记录于表3中。
1、拉伸强度和断裂伸长率：按照ASTM D638/ISO 527进行检测，测试速度为50mm/min；
2、弯曲强度和弯曲模量：按照ASTM D790/ISO 178进行检测，测试速度为10mm/min；
3、洛氏硬度：按照ASTM D785进行检测，测试温度为23℃；
4、IZOD缺口冲击强度：按照ASTM D256/ISO179进行检测，测试温度为23℃。
表3生物基秸秆复合材料的性能检测结果
Figure BDA0003024838210000101
Figure BDA0003024838210000111
由表1、表3和实施例1-8中检测数据可以看出，实施例1-8中采用本申请小麦秸秆纤维制备例1-3中制备的小麦秸秆纤维制备生物基秸秆复合材料，其拉伸强度为40.1-40.7MPa，弯曲强度为62-69MPa，力学性能优异，耐冲击性好，与表1中R307Y型聚丙烯相比，力学性能相差不明显，说明本申请制备的生物基秸秆复合材料的力学性能达到了传统塑料的标准。
而实施例9-11中在实施例1的基础上，添加本申请制备的纳米增韧材料，由表3中数据可以看出，生物基秸秆复合材料的拉伸强度增大至43.5-44.1MPa，弯曲强度增大至73-79MPa，力学性能增长显著。
而实施例12中因制备纳米增韧材料时，未使用骨架材料A，而实施例13中制备纳米增韧材料时，未使用骨架材料B，由表3中数据显示可知，与实施例9-11相比，实施例12和实施例13制备的复合材料的力学性能有所下降。
实施例14中因制备纳米增韧材料时，未使用PMMA，实施例14制备的复合材料的抗压强度为42.6MPa，弯曲强度为73MPa，与实施例1相比，力学性能有所提高，但与实施例9-11相比，抗压强度和弯曲强度、断裂伸长率等性能均有所下降，说明PMMA能增加复合材料的力学性能。
实施例15-17中在实施例1的基础上，使用马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂作为相容剂，与实施例1相比，实施例15-17制备的生物基秸秆复合材料的冲击强度虽然没有较大改变，但弯曲强度和拉伸强度改善明显。
实施例18和实施例19中分别单独添加马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂，经检测可知，生物基秸秆复合材料的拉强强度、弯曲强度和弯曲模量有所下降，说明马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂配合能增强复合材料的相容性，改善其力学性能。
实施例20在实施例1的基础上，添加本申请制备的纳米增韧材料和相容剂，与实施例9-11和实施例15-17相比，实施例20制备的复合材料的力学性能有所提高，实施例20为最优实施例。
对比例1因制备小麦秸秆纤维时，喷洒液中未添加钛酸酯偶联剂，对比例2因制备小麦秸秆纤维时，喷洒液中未添加马来酸酐接枝聚丙烯蜡，对比例1和对比例2制备的生物基复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降，力学性能下降。
对比例3因制备小麦秸秆纤维时，未使用微波辐射，小麦秸秆纤维表面的极性较高，与聚丙烯相容性下降，力学性能减弱。
对比例4因制备小麦秸秆纤维时，未浸渍木糖醇酶溶液，小麦秸秆纤维和聚丙烯的结合度下降，界面性能变差，力学性能下降。
对比例5中小麦秸秆纤维未经任何处理，由此制成的生物基秸秆复合材料的拉伸强度仅为14MPa，弯曲强度为26MPa，冲击强度为3J/M，与实施例1相比，性能相差较大，说明经本申请制备的小麦秸秆纤维与聚丙烯的相容性好，能有效改善生物基复合材料的力学性能。
对比例6中未添加相容剂，对比例7中未添加纳米增韧材料，与实施例1相比，对比例6和对比例7制备的复合材料的力学性能下降，说明相容剂和纳米增韧材料具有改善复合材料力学性能的效果。
对比例8为现有技术制备的生物基秸秆复合塑料，其拉伸强度为27MPa，弯曲强度为33MPa，完全模量为1280MPa，与实施例1相比，力学性能相差较大，说明本申请制备的生物基秸秆复合材料的力学性能更优异。
应用例
本申请制备的生物基秸秆复合材料能用于制备雪糕棒、家具日用品、餐具及仿木产品，在此以制备雪糕棒为例。
应用例1：将实施例20制备的生物基秸秆复合材料加热至140℃，加入到热流道模具中，在1.8MPa下保压1.5min，自然冷却，制得雪糕棒，雪糕棒的长度为5cm，厚度为0.3cm，宽度为1.2cm。
应用例2：将实施例20制备的生物基秸秆复合材料加热至160℃，加入到模具中，在2.0MPa下保压1.0min，自然冷却，制得雪糕棒，雪糕棒的长度为5cm，厚度为0.3cm，宽度为1.2cm。
应用例3：将实施例20制备的熔融体加入到模具中，在2.2MPa下保压0.5min，自然冷却，制得雪糕棒，雪糕棒的长度为5cm，厚度为0.3cm，宽度为1.2cm。
应用例4：与应用例1的区别在于，在雪糕棒冷却至室温时，放入质量分数为5％的氢氧化钠溶液中，在80℃下处理60min，用去离子水洗涤至中性后，放入防霉处理液中，在-0.08MPa下保压2h，在45℃下干燥2h，雪糕棒与防霉处理液的质量比为1:1.5，防霉处理液由苯甲酸与水按照1:0.1的质量比混合制成。
应用例5：与应用例1的区别在于，在雪糕棒冷却至室温时，放入质量分数为7％的氢氧化钠溶液中，在90℃下处理50min，用去离子水洗涤至中性后，放入防霉处理液中，在-0.1MPa下保压1h，在45℃下干燥2h，雪糕棒与防霉处理液的质量比为1:1.8，防霉处理液由苯甲酸与水按照1:0.1的质量比混合制成。
应用例6-14：与应用例4的区别在于，防霉处理液由表4内原料混合制成，莳萝籽精油选自吉安市锦煜生物科技有限公司，货号为JY085茶叶提取物选自线欣禄生物科技有限公司，货号为XL180614，山苍子精油选自吉安市华天宝中草药生物制品厂，货号为HTB178。
应用例15：与应用例6的区别在于，未将雪糕棒放入氢氧化钠溶液中进行处理。
表4应用例6-14中防霉处理液的原料配比
Figure BDA0003024838210000131
应用例性能检测
按照应用例1-15中的方法制备雪糕棒，并按照以下方法进行加速霉菌腐蚀试验：(1)配制霉菌腐蚀液：按照ASTMG21中的标准，取5种菌种(黑曲霉、球毛壳霉、出芽短梗霉、绿黏帚霉、嗜松青霉)，均接种与土豆-葡萄糖培养基中，在28-30℃下培养7-20d，再将其用营养盐溶液配制成等浓度的5种霉菌腐蚀液；(2)按照ASRMG21中的标准配制营养盐培养基，将培养基溶液倒入无菌培养皿中，厚度为3-6mm，待培养基凝固后，将雪糕棒放在其表面；(3)将5种霉菌腐蚀液等量混合均匀后喷洒在雪糕棒上，将雪糕棒放在恒温恒湿箱中进行加速腐蚀，腐蚀试验的温度为28℃，湿度为85％，时间为28天。
将雪糕棒按照以上方法进行加速腐蚀后，取出按照以下方法进行检测，将检测结果记录于表5中，每组应用例取20个雪糕棒进行测试，测试结果取平均值。
1、拉伸强度：按照GB/T1040.6-2006进行检测，拉伸速度为2mm/min；
2、弯曲强度：按照GB/T9341-2008进行检测，加载速度为2mm/min；
3、冲击强度：按照GB/T1043.1-2008进行检测；
4、颜色测试：按照CIE1976L*a*b*表色***进行检测，在每个雪糕棒不同位置上测试6次，取平均值，按照下式计算颜色变化：△E*＝[(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2，式中：△E*为色差；+△L*取值为0～100，表示变白，-△L*表示变黑；a*取值为-150～+150，+△a*表示变红，-△a*表示变绿，b*取值为-150～+150，+△b*表示变黄，-△b*表示变蓝。
表5应用例1-15制备的雪糕棒防霉防腐检测结果
Figure BDA0003024838210000141
Figure BDA0003024838210000151
由表5中数据可以看出，由应用例1-3制备的雪糕棒经霉菌的加速腐蚀后，雪糕棒的拉伸强度、完全强度和冲击强度与未进行加速腐蚀前，相差较大，并且腐蚀前后色差较大，而应用例4-5中经防霉处理液处理后的雪糕棒，经加速腐蚀后，其力学性能与应用例1-3相比，有显著的改善，且色差减小。
应用例6-8中雪糕棒使用本申请制备的防霉处理液进行处理，在加速腐蚀后，雪糕棒的拉伸强度、弯曲强度等性能与实施例20中未进行加腐蚀的雪糕棒相差较小，说明本申请中防霉处理液具有较强的防霉防腐效果。
应用例9-11中，因防霉处理液中分别未添加莳萝籽精油、茶叶提取物和山苍子精油，由检测结果可以看出，应用例9-11制备的雪糕棒在进行加速腐蚀后，与应用例6-8相比，力学性能下降显著，且色差增大，说明莳萝籽精油、茶叶提取物和山苍子精油均能提高雪糕棒的防腐、防霉效果
应用例12因防霉处理液中未添加莳萝籽精油和茶叶提取物，由表5内数据可以看出，与应用例6-8和应用例9-10相比，应用例12中雪糕棒的防霉效果显著下降，说明莳萝籽精油和茶叶提取物具有较好的协同防霉效果。
应用例13因防霉处理液中未添加莳萝籽精油和山苍子精油，与应用例6-9和应用例11相比，应用例13中雪糕棒的拉伸强度、弯曲强度和邵氏硬度均下降显著，说明莳萝籽精油和山苍子精油具有较好的协同效果。
应用例14因防霉处理液中未添加茶叶提取物和山苍子精油，应用例14中雪糕棒在加速腐蚀试验前后，力学性能相差较大，色差明显增大，说明山苍子精油和茶叶提取物具有较好的防霉协同效果。
应用例15中未将雪糕棒使用氢氧化钠溶液处理，由表5内数据可以看出，与应用例6相比，应用例15处理的雪糕棒的防霉效果下降，色差较大，说明使用氢氧化钠溶液对雪糕棒进行预处理，能加强雪糕棒的防霉效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种生物基秸秆复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：小麦秸秆纤维35-55份、聚丙烯45-65份、相容剂1-3份、纳米韧性材料6-12份；
每重量份所述小麦秸秆纤维的制备方法如下：（1）将小麦秸秆粉碎、干燥，形成小麦秸秆纤维，将1-2重量份钛酸酯偶联剂、0.4-0.8重量份马来酸酐接枝聚丙烯蜡和5-10重量份无水乙醇混合，形成喷洒液，将喷洒液均匀喷洒在小麦秸秆纤维上，在800-900W的功率下微波辐射3-5min，小麦秸秆纤维和喷洒液的质量比为1:0.5-0.8；（2）将步骤（1）处理的小麦秸秆纤维至于浓度为60-80%的木糖醇酶溶液中，在50-80℃下浸渍3-5h，洗涤，真空干燥，小麦秸秆纤维与木糖醇酶溶液的质量比为1:1.3-1.5。
2.根据权利要求1所述的生物基秸秆复合材料，其特征在于：每重量份所述纳米韧性材料包括以下重量份的组分：纳米氧化锌4.5-6份、EPDM 2-3份、PMMA 10-14份、碳纤维3.4-5.2份、玻璃纤维1.6-2.8份、分散剂0.3-0.6份、粘合剂0.4-0.8份、二氧化硅溶胶5-10份。
3.根据权利要求2所述的生物基秸秆复合材料，其特征在于，所述纳米增韧材料的制备方法如下：（1）将碳纤维和玻璃纤维混合均匀，加入到二氧化硅溶胶中，在-（0.5～1）MPa下混合均匀，干燥，粉碎，形成骨架材料A；
（2）将纳米氧化锌加入到由粘合剂和水混合制成的浓度为40-50%的粘合剂溶液中，混合均匀后，均匀喷涂至EPDM上，真空干燥，形成骨架材料B；
（3）将骨架材料A、骨架材料B、分散剂和PMMA混合，升温至130-140℃，混合均匀后，在60-80℃下干燥4-6h，粉碎，制成纳米增韧材料。
4.根据权利要求3所述的生物基秸秆复合材料，其特征在于，所述分散剂壬基酚聚氧乙烯醚、磺酸盐共聚物和聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合物。
5.根据权利要求1所述的生物基秸秆复合材料，其特征在于，所述相容剂为质量比为1:0.6-0.9的马来酸酐接枝聚乳酸和KH550硅烷偶联剂。
6.权利要求1-5任一项所述的生物基秸秆复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚丙烯粉碎后过120目筛，与小麦秸秆纤维混合后，在80-85℃下干燥2h，加入相容剂和纳米增韧材料，在140-190℃下挤出，得熔融体，将熔融体进行拉条、冷却、切粒，制得生物基秸秆复合材料。
7.权利要求1-5任一项所述的生物基秸秆复合材料的应用，其特征在于，用于制备雪糕棒、家居日用品、餐具及仿木产品。
8.根据权利要求7所述的生物基秸秆复合材料的应用，其特征在于，雪糕棒的制备方法为：将熔融体或生物基秸秆复合材料加入到模具中，在1.8-2.2MPa下保压0.5-1.5min，自然冷却，制得雪糕棒，生物基秸秆复合材料加入模具前需加热至140-160℃。
9.根据权利要求8所述的生物基秸秆复合材料的应用，其特征在于，当雪糕棒冷却至室温时，放入质量分数为5-7%的氢氧化钠溶液中，在80-90℃下处理50-60min，用去离子水洗涤至中性后，放入防霉处理液中，在-（0.08～0.1）MPa下保压1-2h，在45-50℃下干燥1-2h，雪糕棒与防霉处理液的质量比为1:1.5-1.8。
10.根据权利要求9所述的生物基秸秆复合材料的应用，其特征在于，所述防霉处理液为由以下重量份的组分制成：莳萝籽精油0.8-1.3份、茶叶提取物0.4-0.8份、山苍子精油1-1.5份、蒸馏水2-3份。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115947992A (zh) * 2022-12-28 2023-04-11 上海日之升科技有限公司 一种小麦秸秆粉聚丙烯木塑复合材料及其制备方法
WO2024114482A1 (zh) * 2022-11-30 2024-06-06 金发科技股份有限公司 一种聚丙烯组合物及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108239324A (zh) * 2017-12-28 2018-07-03 武汉华丽环保科技有限公司 一种生物基秸秆复合塑料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108239324A (zh) * 2017-12-28 2018-07-03 武汉华丽环保科技有限公司 一种生物基秸秆复合塑料及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024114482A1 (zh) * 2022-11-30 2024-06-06 金发科技股份有限公司 一种聚丙烯组合物及其制备方法
CN115947992A (zh) * 2022-12-28 2023-04-11 上海日之升科技有限公司 一种小麦秸秆粉聚丙烯木塑复合材料及其制备方法
CN115947992B (zh) * 2022-12-28 2024-02-20 上海日之升科技有限公司 一种小麦秸秆粉聚丙烯木塑复合材料及其制备方法

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