[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)表面改性方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911341690.6
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110951273A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊海群;范大鵬;馮鋼;王育欽
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江幸福人生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L23/06;C08L23/12;C08K5/098
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 陳新勝

本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)表面改性方法，屬于表面改性方法技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法的步驟一、對生物質(zhì)微粉進行清洗；步驟二、對生物質(zhì)微粉進行表面處理；步驟三、通過雙階擠出機組進行共混擠出，得到生物質(zhì)/PE樹脂顆粒供檢測和應(yīng)用。本發(fā)明獨特的生物質(zhì)微粉表面處理方法，能夠在溫和的條件下對生物質(zhì)的親水性表面進行疏水改性和活化；能夠在生物質(zhì)的表面上形成端基活化的脂肪鏈，可參與表面活性劑在生物質(zhì)表面上的緊密排列，從而能避免潤滑劑對改性效果的屏蔽；應(yīng)用于生物基樹脂，可以較大幅度的提高樹脂產(chǎn)品的力學(xué)性能，減少產(chǎn)品的內(nèi)部缺陷，同時可以減少加工助劑的使用量，避免造成助劑的遷移和污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)表面改性方法，屬于表面改性方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物基樹脂和生物基復(fù)合材料是以農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物等非糧食作物的粉體(秸稈粉、稻殼粉、蘆葦粉、木粉、竹粉)作為填充材料，以通用樹脂(聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS樹脂等)為基體材料的一種性能穩(wěn)定，具有一定的可降解能力和降解調(diào)控能力，工藝性能高，成型容易，價格低廉，應(yīng)用廣泛的新型環(huán)保材料。生物基復(fù)合材料和生物基樹脂是近年來發(fā)展最迅速的生物基環(huán)保樹脂品種，在石油資源減量使用，生物質(zhì)資源高效利用，秸稈資源綜合利用等方面具有重要的意義，其產(chǎn)品具有廣闊的市場前景和良好的經(jīng)濟及社會價值。

生物質(zhì)微粉作為一種廉價的，可再生的樹脂填充材料在成本和來源方面具有顯著的優(yōu)勢。然而生物質(zhì)的表面上含有大量的羥基、羧基、酯鍵、羰基、氨基等極性基團，其成分中含有磷脂、蛋白質(zhì)、油脂、無機鹽等復(fù)雜的組分，總體上呈現(xiàn)強烈的親水特征。而通用樹脂的分子鏈極性低，甚至完全不含有極性基團，分子鏈的反應(yīng)性差，表面呈疏水特性。迥異的表面特征導(dǎo)致生物質(zhì)與樹脂基體之間的界面親和性很差，在加工過程中不易實現(xiàn)良好的潤濕和分散，易于在界面處形成較多的缺陷，從而嚴重影響了生物基樹脂及生物基復(fù)合材料的綜合性能，制約了這種新型環(huán)保材料在生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用。

對生物質(zhì)原料進行表面處理是解決上述方法的途徑之一，通常的方法是在生物質(zhì)與樹脂的熔融擠出過程中，借助螺桿擠出機提供的壓力、溫度和剪切力，在熔融擠出的過程中通過化學(xué)反應(yīng)建立生物質(zhì)與樹脂之間的化學(xué)鍵合，比如在擠出過程中向物料中加入馬來酸酐及其衍生物，環(huán)氧樹脂，二異氰酸酯等物質(zhì)。但螺桿擠出機并非專門為化學(xué)反應(yīng)而設(shè)計的加工設(shè)備，其氣密性差，狀態(tài)不穩(wěn)定，反應(yīng)擠出工藝的加工效果并不理想，而且操作環(huán)境十分惡劣，設(shè)備的腐蝕和損耗也非常突出。因此，這一方法在工藝性方面存在眾多的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，進而提供一種生物質(zhì)表面改性方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

第一種生物質(zhì)表面改性方法，

步驟一

①將100份1200目的蘆葦微粉置入反應(yīng)容器，按照浴比1：4向反應(yīng)容器中加入400份丙酮，關(guān)閉反應(yīng)容器使體系密封，加熱至60℃，以500轉(zhuǎn)/min的速度攪拌分散30min，靜置使生物質(zhì)微粉沉降，使用壓板將沉降的固體物輕微壓實，抽出壓板上方的澄清液；回收澄清液，蒸餾回收丙酮溶劑，剩余的濁溶液過濾后，集中蒸餾回收溶劑；②抬起壓板，向反應(yīng)容器中再次加入400份預(yù)熱至50℃的丙酮作為分散介質(zhì)，以500轉(zhuǎn)/min的速度攪拌分散15min，靜置使生物質(zhì)粉沉降，使用壓板將沉降的固體物輕微壓實，抽出壓板上方的澄清液；③重復(fù)②的操作3次后，按照同樣的方法以正戊烷/環(huán)己烷＝3/1的混和溶劑作為分散介質(zhì)進行溶劑置換，完成工藝的清洗步驟。

步驟二