[發明專利]一種木質素-石墨烯改性黃麻纖維聚丙烯復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201811005056.0
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109294055B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王乾廷;王建杰;梁衛抗;劉瓊;吳玉萍;張禹;陳由馨;曾從從
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L51/06;C08L1/02;C08L97/00;C08K3/04
• 代理公司: 北京市科名專利代理事務所(特殊普通合伙) 11468
• 代理人: 陳朝陽

本發明公開了一種木質素?石墨烯改性黃麻纖維/聚丙烯復合材料的制備方法，該復合材料采用黃麻纖維、聚丙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、氧化石墨烯、木質素作為主要成分，選擇氫氧化鈉、硫酸等材料，對主要成分進行處理。該復合材料具體制備步驟包括：1)木質素純化處理；2)制備木質素?石墨烯混合溶液；3)纖維改性處理；4)改性纖維/聚丙烯復合材料制備。本發明首先對木質素進行純化，去除纖維素、半纖維素等雜質；然后制備木質素?石墨烯混合溶液；再使用混合溶液浸泡纖維，使得木質素?石墨烯附著到纖維上，提高纖維的表面粗糙度、并降低極性，從而提高了纖維/聚丙烯的界面相容性，提高復合材料的性能。同時，采用該方法制備的復合材料更加環保、便捷。

技術領域

本發明屬于汽車內飾材料領域，具體涉及一種木質素-石墨烯改性黃麻纖維/聚丙烯復合材料的制備方法。

背景技術

汽車內襯版材料種類繁多，傳統產品如普通塑料和玻璃纖維復合材料用于汽車內襯板等內部部件。隨著科技的不斷進步和人類環保意識日益增強，為適應現代化的需要，汽車產業不斷在尋求成本低、可回收利用和可生物降解的新材料，汽車內襯板材料正朝著輕量化、環保化以及低成本與高質量方向發展。黃麻纖維/聚丙烯（JF/PP）復合材料具有輕質、綠色環保、成本低、強度高、韌性好、不易變形、耐腐蝕等優點，不僅滿足了汽車行業的強度要求，還減少的汽車自身的質量，節能減排，符合當今時代的低碳環保，綠色生活的趨勢。

木質素是地球上最豐富的芳香族聚合物，是一種產量豐富且環保的可再生資源。木質素是三種苯丙烷單元通過醚鍵和碳碳鍵相互連接形成的具有三維網狀結構的生物高分子，根據單體不同可分為3種類型：紫丁香基木質素、愈創木基木質素、對-羥基苯基木質素。木質素含有極性羥基和非極性烴以及苯環，能增強兩種纖維和基體間的相容性。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提出一種用木質素-石墨烯混合溶液改性麻纖維，并制備麻纖維/聚丙烯復合材料的方法。

一種木質素-石墨烯改性麻纖維/聚丙烯復合材料的制備方法，其包括以下步驟：

(1)木質素純化處理：將木質素溶于pH=12的NaOH溶液中混勻，利用真空抽濾機進行真空抽濾，過濾液用硫酸調整pH至2，使木質素沉淀，再進行真空抽濾，得到木質素沉淀物，將木質素沉淀物反復用去離子水洗滌過濾至中性，干燥得到純化木質素；

(2)制備木質素/石墨烯混合溶液：將10~150份純化木質素、0.05~0.5份石墨烯加入1300~1500份超純水中，混勻后在超聲清洗機中超聲分散0.5-4小時得到木質素-石墨烯混合溶液；

(3)纖維改性處理：將天然麻纖維裁成3-5mm的短纖維，用去離子水多次清洗后干燥；稱取50份烘干后的天然麻纖維，浸泡于木質素-石墨烯混合溶液中，浸泡0.5-2小時，期間不時進行攪拌；再使用去離子水清洗至中性后真空干燥；

(4)改性纖維/聚丙烯復合材料制備：將30份改性天然麻纖維、67~69.5份聚丙烯和0.5~3份馬來酸酐接枝聚丙烯混合，在170-200℃的條件下利用密煉機進行密煉，使其混合均勻，即獲得木質素-石墨烯改性黃麻纖維/聚丙烯復合材料。

進一步的改進，所述天然麻纖維為黃麻纖維、亞麻纖維、劍麻纖維中的一種或多種混合。

進一步的改進，所述木質素為堿木質素、木質素磺酸鹽、木質素硫酸鹽、有機溶劑提取的木質素或酶解木質素中的一種或多種混合。

進一步的改進，所述石墨烯為氧化石墨烯。

進一步的改進，所述步驟(2)中將50份純化木質素、0.1份氧化石墨烯溶液1500份超純水中。

進一步的改進，所述步驟(2)中超聲分散時間為0.5小時。

進一步的改進，所述步驟(3)中纖維在木質素-石墨烯混合溶液中浸泡時間為1小時。