[發(fā)明專利]一種玄武巖纖維增強改性苘麻纖維復合材料的制備方法

在審

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• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105506805A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 仇穎超;盛艷花;高力群
• 申請（專利權）人: 仇穎超
• 主分類號: D02G3/04
• 分類號: D02G3/04;D03D15/00;D03D15/02;D06M10/10;D06M13/513;D06M101/06
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技術領域

本發(fā)明涉及一種玄武巖纖維增強改性苘麻纖維復合材料的制備方法，屬于復合材料制備領域。

背景技術

苘麻（學名：AbutilontheophrastiMedicus），一年生亞灌木狀草本，莖枝被柔毛。葉圓心形，邊緣具細圓鋸齒，兩面均密被星狀柔毛；葉柄被星狀細柔毛；托葉早落。花單生于葉腋，花梗被柔毛；花萼杯狀，裂片卵形；花黃色，花瓣倒卵形。蒴果半球形，種子腎形，褐色，被星狀柔毛。花期7-8月。中國除青藏高原不產外，其他各省區(qū)均產，東北各地有栽培。常見于路旁、荒地和田野間。分布于越南、印度、日本以及歐洲、北美洲等地區(qū)。本種的莖皮纖維色白，具光澤，可編織麻袋、搓繩索、編麻鞋等紡織材料。種子含油量約15-16%，供制皂、油漆和工業(yè)用潤滑油；全草可作藥用。是一種一年生的麻類作物，在我國廣泛種植，韌皮經處理后可制成長而強韌的纖維，可搓繩索或編織簡單用具，但苘麻韌皮的合理開發(fā)應用在國內外尚屬空白。苘麻纖維除與其他麻類纖維一樣，具有價廉質輕、比強度、比模量高、拉伸強度高、耐摩擦性好等優(yōu)良特性。此外，苘麻屬于再生的天然纖維素纖維，熱分解時不產生有害氣體，可自然降解，不會對環(huán)境構成負擔。苘麻韌皮須經過脫膠去除果膠、半纖維素和木質素等非纖維素物質，才能獲得具有可紡性的纖維。但苘麻纖維經過微生物脫膠后，纖維細胞群受到破壞而解體，再經過梳理加工形成工藝纖維，導致苘麻纖維機械物理性能差，粗硬脆弱，束纖維排列錯雜，不易梳開，強度低，耐磨性差。因此在此基礎上研究出一種可增強苘麻纖維性能的方法，具有很好的發(fā)展前景和使用價值。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題：針對苘麻纖維經過微生物脫膠后，纖維細胞群受到破壞而解體，導致苘麻纖維機械物理性能差，粗硬脆弱，束纖維排列錯雜，不易梳開，強度低，耐磨性差的弊端，提供了一種玄武巖纖維增強改性苘麻纖維復合材料的制備方法，本發(fā)明是取乙醇溶液，用冰醋酸調節(jié)pH后，滴加γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合，在負壓狀態(tài)下，加入到裝有苘麻纖維的錐形瓶中浸泡，然后進行等離子射頻改性處理得改性苘麻纖維備用；再取玄武巖碾磨過篩得玄武巖顆粒緩慢放入坩堝中，保溫加熱使其完全融化，引絲得玄武巖纖維，與備用的改性苘麻纖維混合絞絲制得。本發(fā)明制備方法簡單，所得產品機械性能好，強度高，束纖維排列一致。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下所述的技術方案是：

（1）選取質量濃度為95%的乙醇溶液，對其使用冰醋酸調節(jié)其pH至3.1～3.3，隨后按質量比1:20，將γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在300～400r/min速度下，緩慢滴加至上述溶液中，使其反應2～3h，制備得偶聯(lián)劑改性溶液；

（2）將500～550g的苘麻纖維置于體積為1L的錐形瓶中，隨后對瓶中空氣進行抽離，形成真空壓力為20～30Pa，在負壓狀態(tài)下，選取800～850mL的偶聯(lián)劑改性溶液于錐形瓶中，使其淹沒苘麻纖維1～2cm，浸泡10～15min；

（3）待浸泡完成后，設置等離子射頻裝置頻率，打開射頻電源，使裝有苘麻纖維的錐形瓶置于射頻兩極的中間，打開射頻電源后，在處理時外部電極間設置放電功率為250～300kW，進行等離子射頻處理，使其偶聯(lián)改性30～40min，制備得改性苘麻纖維備用；

（4）將玄武巖在高壓裝置中碾磨并過篩，制備得60～80目的玄武巖顆粒，然后將空的坩堝，置于爐頂和爐底分別開有直徑20mm和30mm的小孔電爐內，對其升溫至1350～1450℃后，將上述制得的玄武巖顆粒從爐頂加至坩堝中，保溫加熱20～30min，使其緩慢融化；

（5）待玄武巖顆粒完全融化后，將坩堝漏嘴處用玻璃棒進行引絲，收集直徑為20～30μm的玄武巖纖維，隨后按質量比1:1，將玄武巖纖維和上述制備的改性苘麻纖維混合絞絲，即可制備得1.2～1.5mm的玄武巖纖維增強改性苘麻纖維復合材料。

本發(fā)明的應用方法：將2～3kg制得的玄武巖纖維增強改性苘麻纖維復合材料置于織布機中紡織成布，所得布品柔軟強韌，耐磨性好，斷裂強度高，拉伸強度達121MPa以上，值得推廣與使用。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是：

（1）本發(fā)明制備方法簡單，生產成本低，用玄武巖纖維增強苘麻纖維性能，針對性強；

（2）所得產品機械性能和耐磨性好，強度高，束纖維排列一致，拉伸強度達121MPa以上。

具體實施方式