本发明涉及一种淀粉复合材料。更具体地说，本发明涉及一种剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法。
背景技术：
淀粉基材料因具有原料易得、可生物降解的优点，受到了极大的关注和广泛的研究。但是目前的淀粉基材料也有机械性能差、耐水性差等缺点。剑麻是一种多年生热带硬质叶纤维作物，具有纤维较长、质地坚韧、抗撕裂、耐盐碱、耐腐蚀、耐摩擦、耐低温、在干湿环境下伸缩性不大等优点。如果能与淀粉结合制成复合材料，必然会提升淀粉基材料的力学性能，并且保持易降解、成本低的优点。
技术实现要素：
本发明的一个目的是提供一种剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，其相比于现有的淀粉基材料，具有更优秀的力学性能，并且耐腐蚀、耐摩擦。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，包括：
步骤一、将新鲜剑麻用碾压机碾压，洗净，放入180℃烘箱内并停留100～150秒，取出，放入第一反应釜内，并添加2～3倍体积的氢氧化钠溶液，加热至沸并保持30～50分钟，取出剑麻并洗净，放入第二反应釜内，并添加2～3倍体积的乙醇溶液，加压至500kpa并保持100～120分钟；
步骤二、将步骤一得到的剑麻洗净，烘干，粉碎，用甲基丙烯酸甲酯浸泡30～40分钟；
步骤三、以重量份计，将100份淀粉、80份步骤二得到的剑麻、30份聚碳酸酯、10份聚己内酯、1份纳米氧化锌、0.5份偶氮二异丁腈混合均匀，得原料混合物，首先将原料混合物以5～10℃/小时的升温速度加热至熔融并保持3～5分钟，然后以20～25℃/小时的降温速度降温至5℃，重复上述升温和降温操作3～5次；
步骤四、将步骤三得到的原料混合物进行拉条，制粒，干燥，即得剑麻纤维增强淀粉复合材料。
优选的是，所述的剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，在所述步骤一中，利用碾压机将新鲜剑麻叶碾压至不出汁液。
优选的是，所述的剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，在所述步骤一中，氢氧化钠溶液的浓度为10～15g/l。
优选的是，所述的剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，在所述步骤一中，乙醇溶液的体积分数为75％。
优选的是，所述的剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，在所述步骤二中，烘干温度为65～75℃。
优选的是，所述的剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，在所述步骤二中，将剑麻粉碎至平均长度为2～5毫米。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明对剑麻的经过碾压处理、高温短时处理、氢氧化钠溶液-加热处理、乙醇溶液加压处理，极大地降低了剑麻纤维中的含胶量，使得到的剑麻柔软柔顺，便于加工，也不影响本发明的复合材料的柔软度。
2、本发明的剑麻经过氢氧化钠溶液-加热处理和乙醇溶液加压处理，相比于传统处理方法，使得剑麻表面的空洞更多，便于甲基丙烯酸甲酯渗入，进而便于甲基丙烯酸甲酯与淀粉结合，进而提高了剑麻与淀粉的结合力，使得两者的优点能够充分地发挥，进而提高复合材料的力学性能。
3、本发明将原料混合物进行低速度加热至熔融，高速度降温至低温，并循环多次，使得不断熔融过程中，剑麻与淀粉充分结合，进一步提高了剑麻与淀粉的结合程度，也使得聚碳酸酯和聚己内酯与淀粉深度融合，提高了复合材料的抗水性能。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，包括：
步骤一、将新鲜剑麻用碾压机碾压，洗净，放入180℃烘箱内并停留100秒，取出，放入第一反应釜内，并添加2倍体积的氢氧化钠溶液，加热至沸并保持30分钟，取出剑麻并洗净，放入第二反应釜内，并添加2倍体积的乙醇溶液，加压至500kpa并保持100分钟；
步骤二、将步骤一得到的剑麻洗净，烘干，粉碎，用甲基丙烯酸甲酯浸泡30分钟；
步骤三、以重量份计，将100份淀粉、80份步骤二得到的剑麻、30份聚碳酸酯、10份聚己内酯、1份纳米氧化锌、0.5份偶氮二异丁腈混合均匀，得原料混合物，首先将原料混合物以5℃/小时的升温速度加热至熔融并保持3分钟，然后以20℃/小时的降温速度降温至5℃，重复上述升温和降温操作3次；
步骤四、将步骤三得到的原料混合物进行拉条，制粒，干燥，即得剑麻纤维增强淀粉复合材料。
在所述步骤一中，利用碾压机将新鲜剑麻叶碾压至不出汁液。
在所述步骤一中，氢氧化钠溶液的浓度为10g/l。
在所述步骤一中，乙醇溶液的体积分数为75％。
在所述步骤二中，烘干温度为65℃。
在所述步骤二中，将剑麻粉碎至平均长度为2毫米。
实施例2
一种剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，包括：
步骤一、将新鲜剑麻用碾压机碾压，洗净，放入180℃烘箱内并停留150秒，取出，放入第一反应釜内，并添加3倍体积的氢氧化钠溶液，加热至沸并保持50分钟，取出剑麻并洗净，放入第二反应釜内，并添加3倍体积的乙醇溶液，加压至500kpa并保持120分钟；
步骤二、将步骤一得到的剑麻洗净，烘干，粉碎，用甲基丙烯酸甲酯浸泡40分钟；
步骤三、以重量份计，将100份淀粉、80份步骤二得到的剑麻、30份聚碳酸酯、10份聚己内酯、1份纳米氧化锌、0.5份偶氮二异丁腈混合均匀，得原料混合物，首先将原料混合物以10℃/小时的升温速度加热至熔融并保持5分钟，然后以25℃/小时的降温速度降温至5℃，重复上述升温和降温操作5次；
步骤四、将步骤三得到的原料混合物进行拉条，制粒，干燥，即得剑麻纤维增强淀粉复合材料。
在所述步骤一中，利用碾压机将新鲜剑麻叶碾压至不出汁液。
在所述步骤一中，氢氧化钠溶液的浓度为15g/l。
在所述步骤一中，乙醇溶液的体积分数为75％。
在所述步骤二中，烘干温度为75℃。
在所述步骤二中，将剑麻粉碎至平均长度为5毫米。
实施例3
一种剑麻纤维增强淀粉复合材料的制备方法，包括：
步骤一、将新鲜剑麻用碾压机碾压，洗净，放入180℃烘箱内并停留120秒，取出，放入第一反应釜内，并添加2.5倍体积的氢氧化钠溶液，加热至沸并保持40分钟，取出剑麻并洗净，放入第二反应釜内，并添加2.5倍体积的乙醇溶液，加压至500kpa并保持110分钟；
步骤二、将步骤一得到的剑麻洗净，烘干，粉碎，用甲基丙烯酸甲酯浸泡35分钟；
步骤三、以重量份计，将100份淀粉、80份步骤二得到的剑麻、30份聚碳酸酯、10份聚己内酯、1份纳米氧化锌、0.5份偶氮二异丁腈混合均匀，得原料混合物，首先将原料混合物以7℃/小时的升温速度加热至熔融并保持4分钟，然后以23℃/小时的降温速度降温至5℃，重复上述升温和降温操作4次；
步骤四、将步骤三得到的原料混合物进行拉条，制粒，干燥，即得剑麻纤维增强淀粉复合材料。
在所述步骤一中，利用碾压机将新鲜剑麻叶碾压至不出汁液。
在所述步骤一中，氢氧化钠溶液的浓度为12g/l。
在所述步骤一中，乙醇溶液的体积分数为75％。
在所述步骤二中，烘干温度为70℃。
在所述步骤二中，将剑麻粉碎至平均长度为3毫米。
对比例1
步骤一中，不放入180℃烘箱内并停留120秒，其余参数与实施例3中的完全相同，工艺过程也完全相同。
对比例2
步骤三中，将原料混合物加热至熔融后，冷却至室温，不进行交替升温和降温操作，其余参数与实施例3中的完全相同，工艺过程也完全相同。
试验
取同一种植区内的剑麻，分别实施实施例3、对比例1、对比例2。取实施例3、对比例1、对比例2得到的复合材料以及将实施例3、对比例1、对比例2得到的复合材料放入湿度为95％的环境中保持50小时后得到的复合材料，按照gbt1040-2006进行拉伸测试，结果见表1。对照试验：不加入剑麻纤维，其余参数与实施例3相同。
表1
由表1可知，本发明加入剑麻及其他成份后，极大地提高了复合材料的拉伸强度，并且极大地提高了复合材料在潮湿环境中的强度。而且，当不进行短时高温操作和低温高温循环操作后，复合材料的拉伸强度也会出现一定程度地降低。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。