本发明涉及一种生物可降解聚丙烯复合材料的制备方法，属于聚烯烃与秸秆复合材料制造领域。
背景技术：
聚丙烯等高分子材料是世界上用途最广泛的材料之一，广泛应用于工业、农业、生活等各个方面。高分子材料的大量应用一方面给人类的生产、生活带来了极大的便利，另一方面用后废弃在环境中造成了严重的白色污染，改变了土壤环境、海洋环境，对农业生产及海洋生物的生存造成了严重损害。这是因为聚丙烯等高分子材料难于在环境中降解，在环境中存在累积效应。聚丙烯等高分子材料的应用不仅伴随着白色污染，同时它来源于石油等不可再生的碳资源，它的大量应用客观上也助推了能源危机和资源短缺。在这种情况下，开发生物可降解塑料、可再生材料、替代性材料成为材料领域研究开发的重要方向。
自然界存在大量的可降解材料资源，如小麦、大麦、燕麦、荞麦、棉花、水稻、野草、玉米等。这些粮食作物、经济作物的秸秆及野草本身具有良好的柔韧性和极好的强度，是一种具有广泛应用价值的可降解再生绿色材料。我国古代就有用植物资源制造生活用品、建筑材料的传统。高分子材料的出现为深入开发利用植物秸秆资源开辟了广阔的空间，将高分子材料与植物秸秆复合，不仅可以赋予材料以适当的可分解性，而且充分利用了可再生的植物资源，减少了不可再生资源的消耗。在高分子材料与植物秸秆制造复合材料方面。聚丙烯是一种疏水性高分子材料，在植物与高分子复合材料的制造中已有报道，但是制造方法主要是挤出等熔融加工方法及挤出与其它加工方法的结合，工艺复杂，能量消耗大，添加剂多。针对这些问题，本发明开发了一种新的制备生物可降解聚丙烯复合材料的方法，所开发的新方法生产效率高，较好的解决了植物可降解材料与聚丙烯的界面相容性，所制造的材料可以替代木材料及塑料材料，应用于工业、农业、生产、生活等领域。
技术实现要素：
本发明的目的是开发一种简洁高效的制造生物可降解聚丙烯复合材料的方法，解决疏水性的聚丙烯与亲水性的植物秸秆材料的界面相容性问题，确保复合材料的强度，扩大聚丙烯与植物复合材料的应用范围，促进聚丙烯与植物复合材料在更大程度上替代木材料和塑料，减轻滥砍滥伐及造成的水土流失，减轻白色污染，提高人们的环保意识，促进人民健康水平提高。
本发明的技术方案为：
一种生物可降解聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤为：
（1）将可降解植物材料晒干后短切为5cm以下的段，然后在密闭体系中剪切为碎料；
（2）可降解材料的湿法表面改性：称取可降解材料碎料置于搅拌罐内，向可降解碎料倒入表面改性剂，搅拌均匀，可降解碎料的质量（以克计）与改性剂的体积（以毫升计）的比例为100:30-300；
（3）改性的可降解材料的干燥：将步骤（2）的湿物料在搅拌、温度为70℃的条件下，干燥至恒重；
（4）聚丙烯与表面改性的可降解材料的混合：称取改性植物料置于搅拌罐中，边搅拌边向改性可降解材料表面喷水，使可降解材料表面被水湿润，增加对聚丙烯粉料的粘附力，增加混合能力，搅匀后将聚丙烯粉料加入，再搅匀；
改性可降解材料的质量（以克计）与润湿用水的体积（以毫升计）之比为100:5-15，改性可降解材料与聚丙烯的质量比为100：20-100；
（5）装模：以二甲基硅油为脱模剂，将可降解材料装入不锈钢模具；
（6）热压前干燥：将不锈钢模具放于热压机的压板上，设定放置模具的压板温度为70-100℃，干燥5-25min；
（7）热压及后处理：在170-220℃，15-75MPa的条件下热压10-20min；冷却至室温后脱模得到生物可降解聚丙烯复合材料。
进一步说，可降解原料为麦秸、稻草、野草、豆秆、玉米秸秆中的任意一种或其混合物。
进一步说，改性剂为聚乙烯醇或聚醋酸乙烯酯。
进一步说，聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为1-10%，据醋酸乙烯酯乳液的固含量为1-10%。
进一步说，聚乙烯醇溶液的质量百分比浓度为5%，聚醋酸乙烯酯乳液的固含量为5%。
进一步说，可降解材料的质量（以克计）与溶液或乳液的体积（以毫升计）的比为100:200。
本发明所述方法制备的生物可降解聚丙烯复合材料可以用来替代木材和塑料制造生活用品、装饰材料、建筑材料、玩具，也可以与木材、塑料等进一步复合制备更高级的复合材料及制品。
本发明使用聚乙烯醇作为粘接材料，聚丙烯Wie疏水材料，以其为粘结材料可以降低复合材料的吸水性，保持形状及性能的稳定性，如果进行表面涂饰，吸水性会得到进一步降低。
具体实施方式
实施例1
将水稻秆晒干后短切为5cm的段，然后在密闭体系中剪切为碎料。称取1000g水稻秆碎料置于搅拌罐内，在搅拌条件下，向水稻秆碎料中倒入质量百分含量为5%的聚醋酸乙烯酯乳液400ml，搅匀，将湿物料在搅拌条件下于70℃干燥至恒重。然后向其中喷入100ml水，搅匀，使植物碎料表面被水润湿，增加对聚丙烯粉料的粘附能力，增加混合能量。植物碎料表面被均匀润湿后，将500g聚丙烯粉料加入搅拌器中，搅匀。不锈钢表面涂刷二甲基硅油，然后将物料装入模具，放置在温度为90℃的热压机的压板上，不加压干燥10min，然后在200℃，15MPa的条件下热压15min，冷却至室温后脱模得到聚丙烯与水稻秆的复合材料，复合材料的拉伸强度为13.8MPa。
实施例2
将玉米秸秆晒干后短切为3cm的段，然后在密闭体系中剪切为碎料。称取1000g玉米秸秆碎料置于搅拌罐内，在搅拌条件下，向玉米秸秆碎料中倒入质量百分为5%的聚醋酸乙烯酯300ml，搅匀，将湿物料在搅拌条件下于70℃干燥至恒重。然后向其中喷入90ml水，搅匀，使植物碎料表面被水润湿，增加对聚丙烯粉料的粘附能力，增加混合能量。植物碎料表面被均匀润湿后，将500g聚丙烯粉料加入搅拌器中，搅匀。不锈钢表面涂刷二甲基硅油，然后将物料装入模具，放置在温度为80℃的热压机的压板上，不加压干燥10min，然后在200℃，20MPa的条件下热压15min，冷却至室温后脱模得到聚丙烯与玉米秸秆的复合材料，复合材料的拉伸强度为15.3MPa。
实施例3
将大豆秆晒干后短切为3cm的段，然后在密闭体系中剪切为碎料。称取1000g大豆秆碎料置于搅拌罐内，在搅拌条件下，向大豆秆碎料中倒入质量百分为5%的聚乙烯醇溶液500ml，搅匀，将湿物料在搅拌条件下于70℃干燥至恒重。然后向其中喷入70ml水，搅匀，使植物碎料表面被水润湿，增加对聚丙烯粉料的粘附能力，增加混合能量。植物碎料表面被均匀润湿后，将500g聚丙烯粉料加入搅拌器中，搅匀。不锈钢表面涂刷二甲基硅油，然后将物料装入模具，放置在温度为80℃的热压机的压板上，不加压干燥10min，然后在200℃，20MPa的条件下热压20min，冷却至室温后脱模得到聚丙烯与大豆秆的复合材料，复合材料的拉伸强度为16.8MPa。