專利名稱：回收pp和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝的制作方法
專利說明回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝 所屬領(lǐng)域 一種回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，屬于植物纖維、熱塑性塑料復(fù)合領(lǐng)域，涉及麥秸利用和PP回收技術(shù)。

背景技術(shù)：
人類社會(huì)持續(xù)發(fā)展對(duì)材料的環(huán)境友好性和可再利用性的要求越來越高。在自然界有機(jī)體中構(gòu)成纖維素的碳約占40％，而且每年通過光合作用產(chǎn)生的纖維素達(dá)1000億噸以上，可以說纖維是自然界中取之不盡用之不竭的可再生有機(jī)資源。纖維素材料本身無毒、抗水性強(qiáng)，可以粉狀、片狀膜、纖維以及溶液等不同形式出現(xiàn)，使得纖維素作為基質(zhì)材料的潛在使用范圍非常廣泛。隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境污染問題的日益關(guān)注和重視，具有生物可降解性、環(huán)境協(xié)調(diào)性的纖維素材料成為世界各國(guó)競(jìng)相開發(fā)的熱點(diǎn)。
聚丙烯(PP)是五大通用塑料中發(fā)展最快的一種塑料，其綜合性能優(yōu)異，但是塑料制品易破損、易老化、難降解，造成廢舊PP愈積愈多，回收再利用廢舊PP已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。
在樹脂、植物纖維復(fù)合領(lǐng)域目前技術(shù)比較成熟并以獲得大規(guī)模應(yīng)用的主要是塑木復(fù)合技術(shù)，該技術(shù)一般以熱塑性塑料為基體，木屑等作為填充材料，制得的型材廣泛用于園藝材料、裝飾材料等領(lǐng)域。而這些塑木往往使用新的塑料作為基體，這就使得成本提高，雖然填充料在一定程度上可以降低成本，但是其最終產(chǎn)品的成本并不低于木材的成本，這就在一定程度上限制了該類材料的應(yīng)用。使用回收PP作為基體可以大大降低成本，有著很好的發(fā)展前景，而將回收PP和麥秸復(fù)合不僅成本更加低廉更能取得良好的環(huán)境效益。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種回收PP、麥秸的復(fù)合工藝，在該工藝下麥秸纖維和回收PP界面結(jié)合良好，其最終產(chǎn)品的主要力學(xué)性能達(dá)到了國(guó)家II類木材的標(biāo)準(zhǔn)。與塑木材料相比，這種材料的來源更加廣泛，價(jià)格更加低廉，同時(shí)能更好的利用農(nóng)作物副產(chǎn)品，解決由焚燒引起的環(huán)境和交通問題，具有更好的環(huán)境效益和社會(huì)效益.。
一種回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟 (1)、對(duì)麥秸進(jìn)行脫膠、解纖處理，得到麥秸纖維； (2)、將回收PP、麥秸纖維和增韌劑共混造粒；其中麥秸纖維質(zhì)量占總量的10％-30％；增韌劑為增韌效果明顯、加工性能好的熱塑性彈性體或橡膠或韌性熱塑性塑料，其質(zhì)量為總量的5％-35％； (3)、將復(fù)合顆粒放入注塑機(jī)中注塑成型或放入模壓機(jī)中模壓成型。
回收PP與新PP相比各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)都有所下降，加入一定量的新PP可以改善這些力學(xué)性能，通過加入不同比例的新PP，可以得出對(duì)應(yīng)的力學(xué)性能，并可從中找出合理的配比。經(jīng)實(shí)驗(yàn)如果上述共混造粒過程中，添加原混合物總重量5％-20％的新PP，可以進(jìn)一步改善材料的力學(xué)性能。
如果上述注塑成型或模壓成型過程中，添加原復(fù)合顆粒總重量5％-20％CPE或PE，可以顯著改善其熔融狀態(tài)下的流動(dòng)性，從而獲得更好的成型性能，獲得更好的表面光潔度。
如果增韌劑選用熱塑性彈性體POE，可使用馬來酸酐預(yù)先接枝增韌處理。這樣在強(qiáng)度有限下降的前提下可以大幅度提高回收PP的韌性。
不同含量的麥秸纖維和回收PP復(fù)合獲得的材料的力學(xué)性能不同，經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)麥秸纖維用量在20％以下隨著麥秸纖維含量的增加材料的綜合力學(xué)系能提高，20％以后材料的力學(xué)性能下降。
實(shí)施方案 1.麥秸的預(yù)處理 (1)、脫膠選用市場(chǎng)上常見的化學(xué)純NaOH，中文名氫氧化鈉，俗稱燒堿或火堿。將切碎的麥秸放入2％-5％的NaOH溶液中，控制浴比在1∶10～1∶20之間，隨后將溶液放入高壓加熱鍋中120℃高溫蒸煮1h。卸壓取出、過濾再用水沖洗至中性。
(2)、半纖維、木質(zhì)素的去除 將預(yù)處理后的麥秸放入高濃盤磨機(jī)，控制磨盤間距在0.25mm-0.6mm之間進(jìn)行解纖處理，處理后可以去除麥秸中的半纖維和木質(zhì)素等雜質(zhì)，將處理后的麥秸纖維曬干或者控制溫度在100℃以下在烘箱中烘干。
設(shè)備的選擇高濃盤磨機(jī)是造紙行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一，在解纖方面有著很廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)盤磨機(jī)可以去除脫膠后纖維素中疏松的木質(zhì)素和半纖維素等雜質(zhì)。
加工參數(shù)的確定盤磨機(jī)加工中最重要的參數(shù)是確定磨盤間距，磨盤間距過大則去雜不完全，解纖效果也不佳；磨盤間距過小則容易對(duì)纖維素造成很大的損傷，導(dǎo)致力學(xué)性能下降。
2共混造粒 在回收PP中加入10％-30％麥秸纖維和5％-35％的馬來酸酐接枝POE共混造粒，POE的加入可以顯著改善回收PP的韌性，若需要進(jìn)一步改善材料力學(xué)性能可進(jìn)一步在其中加入5％-20％的新PP。
3.成型 工藝一將造粒后的復(fù)合顆粒放入注塑機(jī)中注塑成型，控制溫度在170-230℃之間，在顆粒中混入5-20％CPE或PE可以提高材料的成型性，獲得更好的表面光潔度。
工藝二將造粒后的復(fù)合顆粒放入熱壓磨具中，控制溫度在170-230℃之間，壓力2-5Mpa模壓成型，同樣在顆粒中混入5-20％CPE或PE可以提高材料的成型性，獲得更好的表面光潔度。
4.性能檢測(cè) 4.1沖擊韌性 根據(jù)GB1043-79進(jìn)行抗沖擊強(qiáng)度測(cè)試，分為缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試和無缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試。沖擊強(qiáng)度表征了材料吸收沖擊功的能力，即抗沖擊破壞的能力，是表征材料韌性的主要指標(biāo)。沖擊強(qiáng)度值越大，則材料的沖擊韌性就越好。
表一不同POE含量復(fù)合材料缺口沖擊強(qiáng)度
表二不同麥秸纖維含量復(fù)合材料缺口沖擊強(qiáng)度
表三不同新PP含量復(fù)合材料缺口沖擊強(qiáng)度
4.2抗拉強(qiáng)度 根據(jù)GB1040-79進(jìn)行拉伸強(qiáng)度測(cè)試。抗拉強(qiáng)度是指材料在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力值，是材料強(qiáng)度的主要表征參數(shù)?？估瓘?qiáng)度值大的材料其強(qiáng)度高，即剛性好。
表四 不同POE含量復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度
表五不同麥秸纖維含量復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度
表六不同新PP含量復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度

權(quán)利要求
1、一種回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，其特征在于包括以下步驟
(1)、對(duì)麥秸進(jìn)行脫膠、解纖處理，得到麥秸纖維；
(2)、將回收PP、麥秸纖維和增韌劑共混造粒；其中麥秸纖維質(zhì)量占總量的10％-30％；增韌劑為增韌效果明顯、加工性能好的熱塑性彈性體或橡膠或韌性熱塑性塑料，其質(zhì)量為總量的5％-35％；
(3)、將復(fù)合顆粒放入注塑機(jī)中注塑成型或放入模壓機(jī)中模壓成型。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，其特征在于第(1)步所述的麥秸脫膠處理是采用2％-5％濃度的NaOH溶液進(jìn)行，且浴比控制在1∶10～1∶20之間。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，其特征在于第(2)步所述共混造粒過程中，還添加了原混合物總重量5％-20％的新PP。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，其特征在于第(3)步所述注塑成型或模壓成型中，還添加了原復(fù)合顆?？傊亓?％-20％CPE或PE。
5、根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，其特征在于所述麥秸纖維質(zhì)量占共混造粒混合物總量的20％。
6、根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，其特征在于所述增韌劑為熱塑性彈性體POE。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，其特征在于所述的熱塑性彈性體POE預(yù)先經(jīng)過馬來酸酐接枝處理。
8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，其特征在于所述增韌劑為熱塑性彈性體POE。
全文摘要
一種回收PP和麥秸纖維的復(fù)合成型工藝，屬于植物纖維、熱塑性塑料復(fù)合領(lǐng)域。其特征在于包括以下步驟(1)、對(duì)麥秸脫膠、解纖處理；(2)、將回收PP、麥秸纖維和增韌劑共混造粒；(3)、將復(fù)合顆粒注塑成型或模壓成型。在該工藝下麥秸纖維和回收PP界面結(jié)合良好，其最終產(chǎn)品的主要力學(xué)性能達(dá)到了國(guó)家II類木材的標(biāo)準(zhǔn)。與塑木材料相比，這種材料的來源更加廣泛，價(jià)格更加低廉，同時(shí)能更好的利用農(nóng)作物副產(chǎn)品，解決由焚燒引起的環(huán)境和交通問題，具有更好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)B29C70/28GK101298189SQ200810123888
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者姚正軍, 周金堂, 周娟娟 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)