份高密度聚乙烯、40份步骤(2)处理后的棉杆粉、5份纳米二氧化娃、8份马来酸酐接枝聚乙稀、2份聚乙稀錯加入到高速混合机，于室温下混合5min，将混合好的原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，挤出机的螺杆温度140-200°C，主机转速150r/min，即得到具有良好力学性能的木塑复合材料，经检测，其拉伸强度为25.4MPa，弯曲强度为42.3MPa，弯曲模量2600Mpa，冲击强度为7.6KJ/m2。
[0041 ]作为对比例，在实施例1的步骤(3)中不加入纳米二氧化硅，其他同实施例1制备木塑复合材料(HDPE/棉花秸杆复合材料)，其SEM照片如图2a和图2b所示。
[0042]本实施例1所得的木塑复合材料(HDPE/棉花秸杆复合材料)SEM照片如图3a和图3b所示。从添加和不添加纳米二氧化硅的木塑复合材料的SEM照片可见，与没加入纳米二氧化硅的复合材料相比，本实施例二氧化硅的加入，不仅提高了秸杆在树脂基体中的分散，且经过预处理的棉杆纤维能更好的与相容剂发生作用，并与纳米填料协同配合，形成纳米填料与棉杆纤维的杂化网络结构。
[0043]实施例2
[0044](I)玉米秸杆的预处理:以质量百分比计，将玉米秸杆置于含有0.4%EDTA、4%硅酸钠的碱性双氧水溶液中，其中NaOH的含量为2% ,H2O2的含量为5% ;在80°C温度下浸泡120min，再用去离子水洗至中性，烘干至恒重。
[0045](2)将经过步骤(I)处理后的玉米秸杆纤维，破碎、过筛、烘干，得到60-100目的秸杆粉，其白度为60%IS0。
[0046](3)以质量分数计，将50份高密度聚乙烯、50份处理后的玉米秸杆粉、8份纳米碳酸钙、3份马来酸酐接枝聚乙烯和2份硅烷偶联剂、3份聚乙烯蜡加入到高速混合机，于室温下混合lOmin，将混合好的原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，挤出机的螺杆温度140-200°C，主机转速180r/min，即得到具有良好力学性能的木塑复合材料，经检测，其拉伸强度为24.6MPa，弯曲强度为41.5MPa，弯曲模量2950Mpa，冲击强度为6.2KJ/m2。
[0047]实施例3
[0048](I)稻糠的预处理:以质量百分比计，将稻糠置于含有0.5%EDTA、2%硅酸钠的碱性双氧水溶液中，其中NaOH的含量为5% ,H2O2的含量为3%。在90°C温度下浸泡lOOmin，再用去离子水洗至中性，烘干至恒重。
[0049](2)将经过步骤(I)处理后的稻糠，破碎、过筛、烘干，得到80-150目的稻糠粉，其白度为 45%IS0。
[0050](3)以质量分数计，将60份聚丙烯、40份处理后的稻糠粉、2份蒙脱土、2份马来酸酐接枝聚丙烯和2份硅烷偶联剂、I份聚乙烯蜡加入到高速混合机，于室温下混合lOmin，将混合好的原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，挤出机的螺杆温度140-220 0C，主机转速160r/min，即得到具有良好力学性能的木塑复合材料，经检测，其拉伸强度为24.9MPa，弯曲强度为41.3MPa，弯曲模量2853Mpa，冲击强度为7.lKJ/m2。
[0051 ] 实施例4
[0052](I)蔗渣的预处理:以质量百分比计，(a)将蔗渣置于含有0.1%螯合剂EDTA、2%稳定剂硅酸钠的碱性双氧水溶液中，其中NaOH的含量为5% ,H2O2的含量为5%。在80°C温度下浸泡60min，再用去离子水洗至中性，烘干至恒重。(b)再将处理过的蔗渣放入含有0.5%EDTA、5%硅酸钠的碱性双氧水溶液中，其中NaOH的含量为3% ,H2O2的含量为3%。在80°C温度下浸泡120min，再用去离子水洗至中性，得到白度为75% ISO的棉杆纤维。
[0053](2)将经过步骤(I)处理后的蔗渣纤维破碎、过筛、烘干，得到100-200目的蔗渣粉。
(3)将50份高密度聚乙烯和30份低密度聚乙烯、20份处理后的蔗渣粉、10份高岭土、5份钛酸酯、2份硬脂酸加入到高速混合机，于室温下混合5min，将混合好的原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，挤出机的螺杆温度140-200 0C，主机转速180r/min，即得到具有良好力学性能的木塑复合材料。
[0054]实施例5
[0055](I)棉花秸杆的处理:将棉秸杆置于含有0.4 %EDTA、3 %硅酸钠的碱性双氧水溶液中，其中NaOH的含量为4% ,H2O2的含量为4%。在90°C温度下浸泡120min，再用去离子水洗至中性，烘干至恒重。
[0056](2)将经过步骤(I)处理后的棉花秸杆，破碎、过筛、烘干，得到80-100目的秸杆粉，其白度为45%IS0。
[0057](3)以质量分数计，将50份聚丙烯、50份处理后的秸杆粉、2份纳米二氧化硅、7份马来酸酐接枝聚丙烯和I份硅烷偶联剂、I份聚乙烯蜡加入到高速混合机，于室温下混合I Omin，将混合好的原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，挤出机的螺杆温度140-220°C，主机转速180r/min，即得到具有良好力学性能的木塑复合材料。
[0058]实施例4和实施例5所得木塑复合材料的力学性能与实施例3相当。
【主权项】
1.利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于包括如下步骤: (1)预处理农作物秸杆:将农作物秸杆置于含有螯合剂、稳定剂的碱性双氧水溶液中，在50°C?90°C温度下浸泡60min?120min，再用去离子水洗至中性，烘干至恒重；以质量百分比计，所述碱性双氧水溶液中，螯合剂乙二胺四乙酸的含量为0.1?0.5%，稳定剂的含量为2?5%，双氧水H2O2的含量为I?5%，NaOH的含量为I?5% ； (2)将步骤(I)预处理的秸杆破碎，过筛，放入烘箱干燥，备用； (3)以质量分数计，将聚烯烃塑料50?80份、步骤(2)所得的农作物秸杆粉20?50份、相容剂I?10份、纳米填料2?10份、润滑剂I?5份在高速混合机中进行混合，将混合好的原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出并造粒，得到利用改性农作物秸杆制备的新型木塑复合材料;所述纳米填料选用纳米二氧化娃、纳米碳酸1丐、蒙脱土和高岭土中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于，步骤(2)中农作物秸杆破碎过筛后，其目数为40?200目。3.根据权利要求1所述的利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于，预处理农作物秸杆的白度为30% ISO?80% IS0。4.根据权利要求1所述的利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于，步骤(2)中烘干的温度为70-90°C，烘干至含水率I?4%。5.根据权利要求1所述的利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于，所述的高速混合机的混合温度为室温，按配方加入聚烯烃塑料、农作物秸杆粉、纳米填料、相容剂和润滑剂，混炼5?1min。6.根据权利要求1所述的利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机的螺杆温度为140°C?220°C，主机转速150-180r/min。7.根据权利要求1所述的利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于，所述聚烯烃塑料选用高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和聚丙烯中的一种或两种。8.根据权利要求1所述的利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于，所述农作物秸杆粉选用棉花秸杆粉、玉米秸杆粉、蔗渣粉和稻糠粉中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于，所述相容剂选用马来酸酐接枝聚合物、硅烷偶联剂和钛酸酯中的一种或两种。10.根据权利要求1所述的利用预处理农作物秸杆制备聚烯烃木塑复合材料的方法，其特征在于，所述润滑剂选自硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种或两种。
【专利摘要】本发明公开了利用预处理农作物秸秆制备聚烯烃木塑复合材料的方法。该方法先将农作物秸秆置于含有螯合剂、稳定剂的碱性双氧水溶液中，在50℃～90℃温度下浸泡，水洗，烘干，破碎，过筛，放入烘箱干燥；以质量分数计，将聚烯烃塑料50～80份、农作物秸秆粉20～50份、相容剂1～10份、纳米填料2～10份、润滑剂1～5份在高速混合机中进行混合，熔融挤出并造粒，得产物。本发明预处理后秸秆中木质素的发色基团得以氧化，除去了杂质，提高秸秆纤维的白度，经过预处理的农作物秸秆纤维表面也变得粗糙，有利于与聚合物混合，与纳米填料协同配合，形成纳米填料与结构纤维的杂化网络结构，提高木塑复合材料的各项性能。
【IPC分类】C08L23/06, C08K3/26, C08K3/36, C08K3/34, C08L97/02, C08H8/00, C08L23/12
【公开号】CN105670075
【申请号】CN201610035389
【发明人】何慧, 陈智英
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月19日...