专利名称：回收pp和麦秸纤维的复合成型工艺的制作方法
专利说明回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺 所属领域 一种回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，属于植物纤维、热塑性塑料复合领域，涉及麦秸利用和PP回收技术。
背景技术：
人类社会持续发展对材料的环境友好性和可再利用性的要求越来越高。在自然界有机体中构成纤维素的碳约占40％，而且每年通过光合作用产生的纤维素达1000亿吨以上，可以说纤维是自然界中取之不尽用之不竭的可再生有机资源。纤维素材料本身无毒、抗水性强，可以粉状、片状膜、纤维以及溶液等不同形式出现，使得纤维素作为基质材料的潜在使用范围非常广泛。随着各国对环境污染问题的日益关注和重视，具有生物可降解性、环境协调性的纤维素材料成为世界各国竞相开发的热点。
聚丙烯(PP)是五大通用塑料中发展最快的一种塑料，其综合性能优异，但是塑料制品易破损、易老化、难降解，造成废旧PP愈积愈多，回收再利用废旧PP已成为当前研究的热点之一。
在树脂、植物纤维复合领域目前技术比较成熟并以获得大规模应用的主要是塑木复合技术，该技术一般以热塑性塑料为基体，木屑等作为填充材料，制得的型材广泛用于园艺材料、装饰材料等领域。而这些塑木往往使用新的塑料作为基体，这就使得成本提高，虽然填充料在一定程度上可以降低成本，但是其最终产品的成本并不低于木材的成本，这就在一定程度上限制了该类材料的应用。使用回收PP作为基体可以大大降低成本，有着很好的发展前景，而将回收PP和麦秸复合不仅成本更加低廉更能取得良好的环境效益。
发明内容
本发明提供了一种回收PP、麦秸的复合工艺，在该工艺下麦秸纤维和回收PP界面结合良好，其最终产品的主要力学性能达到了国家II类木材的标准。与塑木材料相比，这种材料的来源更加广泛，价格更加低廉，同时能更好的利用农作物副产品，解决由焚烧引起的环境和交通问题，具有更好的环境效益和社会效益.。
一种回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，其特征在于包括以下几个步骤 (1)、对麦秸进行脱胶、解纤处理，得到麦秸纤维； (2)、将回收PP、麦秸纤维和增韧剂共混造粒；其中麦秸纤维质量占总量的10％-30％；增韧剂为增韧效果明显、加工性能好的热塑性弹性体或橡胶或韧性热塑性塑料，其质量为总量的5％-35％； (3)、将复合颗粒放入注塑机中注塑成型或放入模压机中模压成型。
回收PP与新PP相比各项力学性能指标都有所下降，加入一定量的新PP可以改善这些力学性能，通过加入不同比例的新PP，可以得出对应的力学性能，并可从中找出合理的配比。经实验如果上述共混造粒过程中，添加原混合物总重量5％-20％的新PP，可以进一步改善材料的力学性能。
如果上述注塑成型或模压成型过程中，添加原复合颗粒总重量5％-20％CPE或PE，可以显著改善其熔融状态下的流动性，从而获得更好的成型性能，获得更好的表面光洁度。
如果增韧剂选用热塑性弹性体POE，可使用马来酸酐预先接枝增韧处理。这样在强度有限下降的前提下可以大幅度提高回收PP的韧性。
不同含量的麦秸纤维和回收PP复合获得的材料的力学性能不同，经实验发现麦秸纤维用量在20％以下随着麦秸纤维含量的增加材料的综合力学系能提高，20％以后材料的力学性能下降。
实施方案 1.麦秸的预处理 (1)、脱胶选用市场上常见的化学纯NaOH，中文名氢氧化钠，俗称烧碱或火碱。将切碎的麦秸放入2％-5％的NaOH溶液中，控制浴比在1∶10～1∶20之间，随后将溶液放入高压加热锅中120℃高温蒸煮1h。卸压取出、过滤再用水冲洗至中性。
(2)、半纤维、木质素的去除 将预处理后的麦秸放入高浓盘磨机，控制磨盘间距在0.25mm-0.6mm之间进行解纤处理，处理后可以去除麦秸中的半纤维和木质素等杂质，将处理后的麦秸纤维晒干或者控制温度在100℃以下在烘箱中烘干。
设备的选择高浓盘磨机是造纸行业的关键设备之一，在解纤方面有着很广泛的应用，与此同时盘磨机可以去除脱胶后纤维素中疏松的木质素和半纤维素等杂质。
加工参数的确定盘磨机加工中最重要的参数是确定磨盘间距，磨盘间距过大则去杂不完全，解纤效果也不佳；磨盘间距过小则容易对纤维素造成很大的损伤，导致力学性能下降。
2共混造粒 在回收PP中加入10％-30％麦秸纤维和5％-35％的马来酸酐接枝POE共混造粒，POE的加入可以显著改善回收PP的韧性，若需要进一步改善材料力学性能可进一步在其中加入5％-20％的新PP。
3.成型 工艺一将造粒后的复合颗粒放入注塑机中注塑成型，控制温度在170-230℃之间，在颗粒中混入5-20％CPE或PE可以提高材料的成型性，获得更好的表面光洁度。
工艺二将造粒后的复合颗粒放入热压磨具中，控制温度在170-230℃之间，压力2-5Mpa模压成型，同样在颗粒中混入5-20％CPE或PE可以提高材料的成型性，获得更好的表面光洁度。
4.性能检测 4.1冲击韧性 根据GB1043-79进行抗冲击强度测试，分为缺口冲击强度测试和无缺口冲击强度测试。冲击强度表征了材料吸收冲击功的能力，即抗冲击破坏的能力，是表征材料韧性的主要指标。冲击强度值越大，则材料的冲击韧性就越好。
表一不同POE含量复合材料缺口冲击强度
表二不同麦秸纤维含量复合材料缺口冲击强度
表三不同新PP含量复合材料缺口冲击强度
4.2抗拉强度 根据GB1040-79进行拉伸强度测试。抗拉强度是指材料在断裂前所能承受的最大应力值，是材料强度的主要表征参数。抗拉强度值大的材料其强度高，即刚性好。
表四 不同POE含量复合材料抗拉强度
表五不同麦秸纤维含量复合材料抗拉强度
表六不同新PP含量复合材料抗拉强度
权利要求
1、一种回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，其特征在于包括以下步骤
(1)、对麦秸进行脱胶、解纤处理，得到麦秸纤维；
(2)、将回收PP、麦秸纤维和增韧剂共混造粒；其中麦秸纤维质量占总量的10％-30％；增韧剂为增韧效果明显、加工性能好的热塑性弹性体或橡胶或韧性热塑性塑料，其质量为总量的5％-35％；
(3)、将复合颗粒放入注塑机中注塑成型或放入模压机中模压成型。
2、根据权利要求1所述的回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，其特征在于第(1)步所述的麦秸脱胶处理是采用2％-5％浓度的NaOH溶液进行，且浴比控制在1∶10～1∶20之间。
3、根据权利要求1所述的回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，其特征在于第(2)步所述共混造粒过程中，还添加了原混合物总重量5％-20％的新PP。
4、根据权利要求1所述的回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，其特征在于第(3)步所述注塑成型或模压成型中，还添加了原复合颗粒总重量5％-20％CPE或PE。
5、根据权利要求1-4任一所述的回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，其特征在于所述麦秸纤维质量占共混造粒混合物总量的20％。
6、根据权利要求1-4任一所述的回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，其特征在于所述增韧剂为热塑性弹性体POE。
7、根据权利要求6所述的回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，其特征在于所述的热塑性弹性体POE预先经过马来酸酐接枝处理。
8、根据权利要求5所述的回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，其特征在于所述增韧剂为热塑性弹性体POE。
全文摘要
一种回收PP和麦秸纤维的复合成型工艺，属于植物纤维、热塑性塑料复合领域。其特征在于包括以下步骤(1)、对麦秸脱胶、解纤处理；(2)、将回收PP、麦秸纤维和增韧剂共混造粒；(3)、将复合颗粒注塑成型或模压成型。在该工艺下麦秸纤维和回收PP界面结合良好，其最终产品的主要力学性能达到了国家II类木材的标准。与塑木材料相比，这种材料的来源更加广泛，价格更加低廉，同时能更好的利用农作物副产品，解决由焚烧引起的环境和交通问题，具有更好的环境效益和社会效益。
文档编号B29C70/28GK101298189SQ200810123888
公开日2008年11月5日 申请日期2008年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者姚正军, 周金堂, 周娟娟 申请人:南京航空航天大学