CN113912865A - 一种纤维复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纤维复合材料的制备方法，涉及复合材料领域。一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：将木质原料粉碎后，置于85‑100℃下蒸制130‑150min，取出蒸制后的原料，将其通过混合酶溶液预处理，得到酶处理产物；向酶处理产物加入氢氧化钠溶液中浸泡20‑28h，再漂洗至中性，烘干，得到碱处理产物；将硅烷偶联剂加入无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，混合，再烘干，得到第一处理物；将第一处理物、基材，抗氧剂和润滑剂按比例称取，加入双螺杆挤出机中，在170‑220℃、60‑80r/min下进行高温混炼，得到共混物；将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。本发明具有生物降解性好和不易断裂的优点。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体而言，涉及一种纤维复合材料的制备方法。
背景技术
植物纤维是一种可再生的自然资源，广泛的存在于自然界中，具有易获得和可循环等众多的优点。植物纤维聚丙烯复合材料成本低、性能好且节约资源，在汽车零部件中具有广泛的应用前景。长久以来人们致力于研究植物纤维复合材料各种性能的改善，努力提高植物纤维复合材料的利用率。
目前现实生活中塑料的应用已经无处不在，由于它难于降解对环境造成的危害已是有目共睹。随着公众环保意识的提高，开始使用降解塑料以保护人类生存环境。在食品包装领域、医用一次性器具包装材料大都是使用的普通塑料薄膜，包装后还需使用大量的保鲜材料造成很大的材料浪费(大量一次性包装材料的使用)及环境的污染。
常用的塑料是通过石油基纤维来制备塑料，而此类复合材料具有难降解的缺点，急需获得具有生物降解性好的复合材料。此外，现有的塑料材质较脆，易断裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维复合材料的制备方法，获得一种具有生物降解性好和不易断裂的优点的纤维复合材料。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本申请实施例提供一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将木质原料粉碎后，置于85-100℃下蒸制130-150min，
取出蒸制后的木质原料，将其通过混合酶溶液预处理，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入氢氧化钠溶液中浸泡20-28h，再漂洗至中性，烘干，得到碱处理产物；
将硅烷偶联剂加入无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，混合，再烘干，得到第一处理物；
将第一处理物、基材，抗氧剂和润滑剂按比例称取，加入双螺杆挤出机中，在170-220℃、60-80r/min下进行高温混炼，得到共混物；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
由于木质原料富含天然纤维，而本发明人将其应用在复合材料上，能够利用天然纤维自身性能，使得制备的复合材料具有较好的力学性能，不易断裂；将木质原料进行蒸制，能够改变木质原料的截面性能，使得其表面接触角变小，改善其润湿性能，也能够使得其与基材的结合效果好，提高了复合材料的拉伸强度和韧性；而木质原料中除了天然纤维外还含有果胶和蜡质等杂质，通过混合酶对其进行处理，能够溶解杂质，留下纤维部分，提高整个木质原料的纯度，使得制备的复合材料韧性好；再将酶处理产物进行碱处理，能够使得碱处理产物不易弯折，制备的复合材料不易断裂；再用硅烷偶联剂与碱处理物混合，能够与纤维表面的羟基反应，且其还具有能够与基体反应的基团，因此，可以增强纤维与基体的连接，从而使得结合牢固。由于选用木质原料制备复合材料，而木质原料本身具体价格低廉、易于分解和来源广泛的优点，因此能够降低复合材料的成本，使得复合材料具有价格低廉、易于分解和环保的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1-3制备的纤维复合材料的拉伸性能分析图；
图2为本申请实施例2、实施例4-10制备的纤维复合材料的拉伸性能分析图；
图3为本申请实施例1-3制备的纤维复合材料的弯曲性能分析图；
图4为本申请实施例2、实施例4-10制备的纤维复合材料的弯曲性能分析图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
本发明提供一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：将木质原料粉碎后，置于85-100℃下蒸制130-150min，取出蒸制后的木质原料，将其通过混合酶溶液预处理，得到酶处理产物；向酶处理产物加入氢氧化钠溶液中浸泡20-28h，再漂洗至中性，烘干，得到碱处理产物；将硅烷偶联剂加入无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，混合，再烘干，得到第一处理物；将第一处理物、基材，抗氧剂和润滑剂按比例称取，加入双螺杆挤出机中，在170-220℃、60-80r/min下进行高温混炼，得到共混物；将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
由于木质原料富含天然纤维，而本发明人将其应用在复合材料上，能够利用天然纤维自身性能，使得制备的复合材料具有较好的力学性能，不易断裂；将木质原料进行蒸制，能够改变木质原料的截面性能，使得其表面接触角变小，改善其润湿性能，也能够使得其与基材的结合效果好，提高了复合材料的拉伸强度和韧性；而木质原料中除了天然纤维外还含有果胶和蜡质等杂质，通过混合酶对其进行处理，能够溶解杂质，留下纤维部分，提高整个木质原料的纯度，使得制备的复合材料韧性好；再将酶处理产物进行碱处理，能够使得碱处理产物不易弯折，制备的复合材料不易断裂；再用硅烷偶联剂与碱处理物混合，能够与纤维表面的羟基反应，且其还具有能够与基体反应的基团，因此，可以增强纤维与基体的连接，从而使得结合牢固。由于选用木质原料制备复合材料，而木质原料本身具体价格低廉、易于分解和来源广泛的优点，因此能够降低复合材料的成本，使得复合材料具有价格低廉、易于分解和环保的优点。
在本发明的一些实施例中，上述木质原料包括龙舌兰、芦苇、棕榈和洋麻，所述木质原料破碎后的粒径为40-65μm。龙舌兰、芦苇、棕榈和洋麻均价格低廉且易于获得，此外其均含有较多的纤维。将其破碎到粒径为40-65μm能够使其更好的反应，加快制备速度。
在本发明的一些实施例中，上述混合酶包括质量比为(0.1-0.4)：(1.5-1.8)的果胶裂解酶和木聚糖酶，所述混合酶的浓度为30-40％。果胶裂解酶可以催化果胶分子链的消除裂解，加快对果胶的分解，使得酶处理物质杂质少；木聚糖酶能够降解植物细胞壁中的异质多糖，从而使得酶处理物质杂质少。
在本发明的一些实施例中，上述混合酶溶液处理包括如下步骤：将蒸制后的木质原料与混合酶溶液按照1：(2-3)的质量比混合，在45-55℃下浸渍5-8h，洗涤后置于35-45℃下烘干，得到酶处理产物。
在本发明的一些实施例中，上述氢氧化钠溶液浓度为5-10％，碱处理产物在35-45℃下烘干。
在本发明的一些实施例中，上述硅烷偶联剂与碱处理产物的质量比为(0.3-0.8)：1，硅烷偶联剂与无水乙醇的质量比为1：(8-10)。
在本发明的一些实施例中，上述硅烷偶联剂稀释后加入碱处理产物在900-1200r/min速率下混合20-25min，第一处理物置于70-80℃下烘干100-140min。
在本发明的一些实施例中，上述第一处理物、基材、抗氧剂和润滑剂的质量比为(3-7)：(93-97)：(0.05-0.15)：(0.05-0.15)。在该配比下进行挤出，能够使得其具有较好的力学性能，不易断裂，而且易于降解。
在本发明的一些实施例中，上述基材为聚乳酸、高密度聚乙烯、聚丙烯腈和聚丙烯中的一种；硅烷偶联剂为KH550或KH560；所述润滑剂为硅油；所述抗氧剂为亚磷酸三癸酯。硅油具有较好的润滑性能，能够使得各种原料更好的混合到一起。亚磷酸三癸酯能够使得制备的纤维复合材料不易氧化，能够保证其具有更长的使用时间。
在本发明的一些实施例中，上述双螺杆挤出机的第一段挤出温度为170℃，第二段挤出温度为190℃，第三段挤出温度为190℃，第四段挤出温度为210℃，第五段基础温度为220℃。分段以不同温度进行挤出，能够使得制备的纤维复合材料内部混合均匀，且材料性能稳定，具有较好的韧性。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将龙舌兰粉碎到40μm后，置于85℃下蒸制130min，
按照0.1：1.5的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为30％的混合酶溶液，将蒸制后的龙舌兰与混合酶溶液按照1：2的质量比混合，在45℃下浸渍5h，洗涤后置于35℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为5％的氢氧化钠溶液中浸泡20h，再漂洗至中性，在35℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH550与碱处理产物0.3：1的质量比称取KH550和碱处理产物，将硅烷偶联剂加入8质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在900r/min速率下混合20min，再置于70℃下烘干100min，得到第一处理物；
按照3：93：0.05：0.05的质量比称取第一处理物、聚乳酸、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为170℃、挤出速度为60r/min，第二段挤出温度为180℃、挤出速度为60r/min，第三段挤出温度为190℃、挤出速度为60r/min，第四段挤出温度为190℃、挤出速度为60r/min，第五段挤出温度为200℃、挤出速度为60r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实施例2
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将龙舌兰粉碎到50μm后，置于90℃下蒸制140min，
按照0.3：1.7的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为35％的混合酶溶液，将蒸制后的龙舌兰与混合酶溶液按照1：2.5的质量比混合，在50℃下浸渍7h，洗涤后置于40℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为8％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，再漂洗至中性，在40℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH550与碱处理产物0.6：1的质量比称取KH550和碱处理产物，将KH550加入9质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在1100r/min速率下混合23min，再置于75℃下烘干120min，得到第一处理物；
按照5：95：0.1：0.1的质量比称取第一处理物、聚乳酸、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为170℃、挤出速度为70r/min，第二段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第三段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第四段挤出温度为210℃、挤出速度为70r/min，第五段挤出温度为220℃、挤出速度为70r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实施例3
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将龙舌兰粉碎到65μm后，置于100℃下蒸制150min，
按照0.4：1.8的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为30-40％的混合酶溶液，将蒸制后的龙舌兰与混合酶溶液按照1：3的质量比混合，在55℃下浸渍8h，洗涤后置于45℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为10％的氢氧化钠溶液中浸泡28h，再漂洗至中性，在45℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH550与碱处理产物0.8：1的质量比称取KH550和碱处理产物，将KH550加入10质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在1200r/min速率下混合25min，再置于80℃下烘干140min，得到第一处理物；
按照7：97：0.15：0.15的质量比称取第一处理物、聚乳酸、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为180℃、挤出速度为80r/min，第二段挤出温度为190℃、挤出速度为80r/min，第三段挤出温度为200℃、挤出速度为80r/min，第四段挤出温度为210℃、挤出速度为80r/min，第五段挤出温度为220℃、挤出速度为80r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于：将龙舌兰替换为棕榈。
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将棕榈粉碎到50μm后，置于90℃下蒸制140min，
按照0.3：1.7的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为35％的混合酶溶液，将蒸制后的棕榈与混合酶溶液按照1：2.5的质量比混合，在50℃下浸渍7h，洗涤后置于40℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为8％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，再漂洗至中性，在40℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH550与碱处理产物0.6：1的质量比称取KH550和碱处理产物，将KH550加入9质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在1100r/min速率下混合23min，再置于75℃下烘干120min，得到第一处理物；
按照5：95：0.1：0.1的质量比称取第一处理物、聚乳酸、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为170℃、挤出速度为70r/min，第二段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第三段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第四段挤出温度为210℃、挤出速度为70r/min，第五段挤出温度为220℃、挤出速度为70r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于：将龙舌兰替换为芦苇。
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将芦苇粉碎到50μm后，置于90℃下蒸制140min，
按照0.3：1.7的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为35％的混合酶溶液，将蒸制后的芦苇与混合酶溶液按照1：2.5的质量比混合，在50℃下浸渍7h，洗涤后置于40℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为8％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，再漂洗至中性，在40℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH550与碱处理产物0.6：1的质量比称取KH550和碱处理产物，将KH550加入9质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在1100r/min速率下混合23min，再置于75℃下烘干120min，得到第一处理物；
按照5：95：0.1：0.1的质量比称取第一处理物、聚乳酸、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为170℃、挤出速度为70r/min，第二段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第三段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第四段挤出温度为210℃、挤出速度为70r/min，第五段挤出温度为220℃、挤出速度为70r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实施例6
本实施例与实施例2的区别在于：将龙舌兰替换为洋麻。
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将洋麻粉碎到50μm后，置于90℃下蒸制140min，
按照0.3：1.7的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为35％的混合酶溶液，将蒸制后的洋麻与混合酶溶液按照1：2.5的质量比混合，在50℃下浸渍7h，洗涤后置于40℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为8％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，再漂洗至中性，在40℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH550与碱处理产物0.6：1的质量比称取KH550和碱处理产物，将KH550加入9质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在1100r/min速率下混合23min，再置于75℃下烘干120min，得到第一处理物；
按照5：95：0.1：0.1的质量比称取第一处理物、聚乳酸、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为170℃、挤出速度为70r/min，第二段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第三段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第四段挤出温度为210℃、挤出速度为70r/min，第五段挤出温度为220℃、挤出速度为70r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实施例7
本实施例与实施例2的区别在于：将KH550替换为KH560。
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将龙舌兰粉碎到50μm后，置于90℃下蒸制140min，
按照0.3：1.7的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为35％的混合酶溶液，将蒸制后的龙舌兰与混合酶溶液按照1：2.5的质量比混合，在50℃下浸渍7h，洗涤后置于40℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为8％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，再漂洗至中性，在40℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH560与碱处理产物0.6：1的质量比称取KH560和碱处理产物，将KH560加入9质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在1100r/min速率下混合23min，再置于75℃下烘干120min，得到第一处理物；
按照5：95：0.1：0.1的质量比称取第一处理物、聚乳酸、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为170℃、挤出速度为70r/min，第二段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第三段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第四段挤出温度为210℃、挤出速度为70r/min，第五段挤出温度为220℃、挤出速度为70r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实施例8
本实施例与实施例2的区别在于：将聚乳酸替换为高密度聚乙烯。
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将龙舌兰粉碎到50μm后，置于90℃下蒸制140min，
按照0.3：1.7的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为35％的混合酶溶液，将蒸制后的龙舌兰与混合酶溶液按照1：2.5的质量比混合，在50℃下浸渍7h，洗涤后置于40℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为8％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，再漂洗至中性，在40℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH550与碱处理产物0.6：1的质量比称取KH550和碱处理产物，将KH550加入9质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在1100r/min速率下混合23min，再置于75℃下烘干120min，得到第一处理物；
按照5：95：0.1：0.1的质量比称取第一处理物、高密度聚乙烯、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为170℃、挤出速度为70r/min，第二段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第三段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第四段挤出温度为210℃、挤出速度为70r/min，第五段挤出温度为220℃、挤出速度为70r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实施例9
本实施例与实施例2的区别在于：将聚乳酸替换为聚丙烯腈。
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将龙舌兰粉碎到50μm后，置于90℃下蒸制140min，
按照0.3：1.7的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为35％的混合酶溶液，将蒸制后的龙舌兰与混合酶溶液按照1：2.5的质量比混合，在50℃下浸渍7h，洗涤后置于40℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为8％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，再漂洗至中性，在40℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH550与碱处理产物0.6：1的质量比称取KH550和碱处理产物，将KH550加入9质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在1100r/min速率下混合23min，再置于75℃下烘干120min，得到第一处理物；
按照5：95：0.1：0.1的质量比称取第一处理物、聚丙烯腈、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为170℃、挤出速度为70r/min，第二段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第三段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第四段挤出温度为210℃、挤出速度为70r/min，第五段挤出温度为220℃、挤出速度为70r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实施例10
本实施例与实施例2的区别在于：将聚乳酸替换为聚丙烯。
一种纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将龙舌兰粉碎到50μm后，置于90℃下蒸制140min，
按照0.3：1.7的质量比将果胶裂解酶和木聚糖酶混合，配置成浓度为35％的混合酶溶液，将蒸制后的龙舌兰与混合酶溶液按照1：2.5的质量比混合，在50℃下浸渍7h，洗涤后置于40℃下烘干，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入浓度为8％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，再漂洗至中性，在40℃下烘干，得到碱处理产物；
按照KH550与碱处理产物0.6：1的质量比称取KH550和碱处理产物，将KH550加入9质量倍的无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，在1100r/min速率下混合23min，再置于75℃下烘干120min，得到第一处理物；
按照5：95：0.1：0.1的质量比称取第一处理物、聚丙烯、亚磷酸三癸酯和硅油，加入双螺杆挤出机中，进行高温混炼，其中，第一段挤出温度为170℃、挤出速度为70r/min，第二段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第三段挤出温度为190℃、挤出速度为70r/min，第四段挤出温度为210℃、挤出速度为70r/min，第五段挤出温度为220℃、挤出速度为70r/min；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
实验例
一、根据《塑料拉伸性能的测定》GB/T1040.1-2018测度实施例1-10制备的纤维复合材料的抗拉性能，仪器为XWW-20A电子万能试验机，加载速度为2mm/min。实验时，每个实施例取5个样品进行测试，取平均值。结果如图1和图2所示。
根据图1，可以看出，在实施例1-3之间，拉伸强度最好的是实施例2，为64.51MPa，这说明在该条件下，获得的纤维复合材料的抗拉强度最佳。
根据图2，可以看出，在实施例2、实施例4-10之间，拉伸强度最好的是实施例8，为65.58MPa，这说明在该条件下，获得的纤维复合材料的抗拉强度最佳。在多种木质原料中，最合适的龙舌兰原料为龙舌兰；选择高密度聚乙烯作为基材最佳，能够与木质原料的结合效果最佳；硅烷偶联剂选择KH550获得的效果更佳。
二、根据《塑料弯曲性能的测定》GB/9341-2008，测度实施例1-10制备的纤维复合材料的弯曲性能，仪器为XWW-20A电子万能试验机，加载速度为2mm/min。实验时，每个实施例取5个样品进行测试，取平均值。结果如图3和图4所示。
根据图3，可以看出，在实施例1-3之间，弯曲模量最好的是实施例2，为2195MPa；这说明在该条件下，获得的纤维复合材料的弯曲模量最佳。
根据图4，可以看出，在实施例2、实施例4-10之间，弯曲模量最佳的是实施例5，这说明芦苇制备的纤维复合材料的弯曲模量最佳。
综上所述，本发明由于木质原料富含天然纤维，而本发明人将其应用在复合材料上，能够利用天然纤维自身性能，使得制备的复合材料具有较好的力学性能，不易断裂；将木质原料进行蒸制，能够改变木质原料的截面性能，使得其表面接触角变小，改善其润湿性能，也能够使得其与基材的结合效果好，提高了复合材料的拉伸强度和韧性；而木质原料中除了天然纤维外还含有果胶和蜡质等杂质，通过混合酶对其进行处理，能够溶解杂质，留下纤维部分，提高整个木质原料的纯度，使得制备的复合材料韧性好；再将酶处理产物进行碱处理，能够使得碱处理产物不易弯折，制备的复合材料不易断裂；再用硅烷偶联剂与碱处理物混合，能够与纤维表面的羟基反应，且其还具有能够与基体反应的基团，因此，可以增强纤维与基体的连接，从而使得结合牢固。由于选用木质原料制备复合材料，而木质原料本身具体价格低廉、易于分解和来源广泛的优点，因此能够降低复合材料的成本，使得复合材料具有价格低廉、易于分解和环保的优点。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将木质原料粉碎后，置于85-100℃下蒸制130-150min，
取出蒸制后的木质原料，将其通过混合酶溶液预处理，得到酶处理产物；
向酶处理产物加入氢氧化钠溶液中浸泡20-28h，再漂洗至中性，烘干，得到碱处理产物；
将硅烷偶联剂加入无水乙醇中稀释后，加入碱处理产物，混合，再烘干，得到第一处理物；
将第一处理物、基材，抗氧剂和润滑剂按比例称取，加入双螺杆挤出机中，在170-220℃、60-80r/min下进行高温混炼，得到共混物；
将共混物破碎后，再注塑成型，冷却脱模，得到纤维复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述木质原料包括龙舌兰、芦苇、棕榈和洋麻，所述木质原料破碎后的粒径为40-65μm。
3.根据权利要求1所述的一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合酶包括质量比为(0.1-0.4)：(1.5-1.8)的果胶裂解酶和木聚糖酶，所述混合酶的浓度为30-40％。
4.根据权利要求1所述的一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合酶溶液处理包括如下步骤：将蒸制后的木质原料与混合酶溶液按照1：(2-3)的质量比混合，在45-55℃下浸渍5-8h，洗涤后置于35-45℃下烘干，得到酶处理产物。
5.根据权利要求1所述的一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液浓度为5-10％，碱处理产物在35-45℃下烘干。
6.根据权利要求1所述的一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂与碱处理产物的质量比为(0.3-0.8)：1，所述硅烷偶联剂与无水乙醇的质量比为1：(8-10)。
7.根据权利要求1所述的一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂稀释后加入碱处理产物在900-1200r/min速率下混合20-25min，所述第一处理物置于70-80℃下烘干100-140min。
8.根据权利要求1所述的一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述第一处理物、基材、抗氧剂和润滑剂的质量比为(3-7)：(93-97)：(0.05-0.15)：(0.05-0.15)。
9.根据权利要求1所述的一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述基材为聚乳酸、高密度聚乙烯、聚丙烯腈和聚丙烯中的一种；所述硅烷偶联剂为KH550或KH560；所述润滑剂为硅油；所述抗氧剂为亚磷酸三癸酯。
10.根据权利要求1所述的一种纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的第一段挤出温度为170℃，第二段挤出温度为190℃，第三段挤出温度为190℃，第四段挤出温度为210℃，第五段基础温度为220℃。
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