[發明專利]一種纖維素雜化填料增強聚合物復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910343478.7
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110054838B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 張新星;郭泉泉;黃鑫;周鵬
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L97/02;C08K3/26
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

本發明公開了一種纖維素雜化填料增強聚合物復合材料及其制備方法，其原料如下：聚合物基體100份；相容劑5份；崗石廢棄物/農林廢棄物雜化填料1～40份。制備方法，包括：(1)將崗石廢棄物和農林廢棄物共混，通過加水配制成水分散液；(2)碾磨水分散液，制得微納米雜化填料分散液；(3)微納米雜化填料溶液進行抽濾，并烘干，機械粉碎，制得微納米雜化填料粉體；(4)微納米雜化填料粉體與聚合物、相容劑按共混，并攪拌；(5)將混合物機擠出造粒，并通過注塑機注射成型制得相應制品。本發明的優點在于：合理有效地實現其高值化利用，避免環境污染問題，有效的解決纖維素在非極性聚合物中易于團聚的問題，賦予聚合物復合材料優異的力學性能。

技術領域

本發明涉及聚合物復合材料技術領域，特別涉及一種人造崗石碳酸鈣廢渣/農林廢棄物雜化填料增強聚合物復合材料及制備方法。

背景技術

人造崗石是以高分子、無機膠凝劑或兩者混合物作為粘合材料，以天然石材碎料、氫氧化鋁粉等為主要原材料，加入顏料及其他輔助劑，經攪拌混合、凝結固化等工序加工而成的石材。樹脂基人造崗石是以大理石、石灰石等的碎料、粉料為主要原材料，以樹脂作為粘合材料制成的人造石。人造崗石加工過程中會產生大量的廢渣，廢渣的主要成分為碳酸鈣和不飽和聚酯，這些廢渣難以降解且不能二次加工，處理不當會對環境造成污染。

農林廢棄物是指整個農業生產過程中被丟棄的有機類物質，如農作物秸稈、蔗渣、稻殼、樹皮等。農林廢棄物中含有大量的天然纖維素，是一種重要的生物質資源，我國是農業大國，農林廢棄物的不斷堆積占據了大量的耕地，農民大多采用焚燒的方式解決問題，長此以往會對環境造成嚴重的污染。農林廢棄物能源轉化利用是可再生能源領域的研究熱點之一。

農林廢棄物，如秸稈、蔗渣等材料中富含纖維素，由于纖維素含有豐富的氫鍵，易于形成分子內氫鍵而難以剝離，實現微納米纖維化，這使得纖維素在用于非極性聚合物的增強時，在非極性聚合物基體中的分散情況不理想，容易彼此相互聚集，造成團聚現象，使得復合材料力學性能得不到提升。因此改善纖維素與聚合物基體之間的界面相互作用對于纖維素增強復合材料的應用具有重要意義。目前大多采用溶劑置換、添加表面活性劑、原位聚合或者對纖維素直接進行表面改性提高纖維素與聚合物基體的界面相互作用，但是改善的效果往往不夠理想，并且有機溶劑的使用，不僅會造成環境污染，也增加了成本，難以用于實際生產。因此，開發一種低成本、無毒害、環境友好的纖維素增強聚合物的制備方法具有非常重要的現實意義。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提供了一種纖維素雜化填料增強聚合物復合材料及其制備方法，能有效的解決上述現有技術存在的問題。

為了實現以上發明目的，本發明采取的技術方案如下：

一種纖維素雜化填料增強聚合物復合材料，其原料如下：

所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。

聚合物基體 100份；

相容劑 5份；

崗石廢棄物/農林廢棄物雜化填料 1～40份。

所述崗石廢棄物/農林廢棄物雜化填料中崗石廢棄物與農林廢棄物雜化填料的質量比為1:1～2:1。

進一步地，所述崗石廢棄物為人造崗石碳酸鈣廢渣；農林廢棄物為秸稈渣或甘蔗渣；聚合物基體為聚丙烯等非極性聚合物。

進一步地，崗石廢棄物/農林廢棄物雜化填料的目數為200～500目。

進一步地，所述聚合物復合材料，其原料為：聚丙烯100份，相容劑5份，崗石廢棄物/農林廢棄物雜化填料10份，崗石廢棄物與農林廢棄物雜化填料的質量比為3：2。

本發明還公開了上述填料增強聚合物復合材料的制備方法，包括以下步驟：