專利名稱：一種利用天然植物纖維與聚乳酸制備高強(qiáng)復(fù)合材料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料制造領(lǐng)域，具體是一種利用天然植物纖維與聚乳酸復(fù)合制造高強(qiáng)復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
天然植物纖維具有長徑比大、強(qiáng)度比高、密度低、價廉、可再生和可生物降解等優(yōu)點，可與聚乳酸等可降解塑料復(fù)合制備可生物降解復(fù)合材料。目前，天然植物纖維與聚乳酸復(fù)合制備復(fù)合材料主要方法有模壓成型、注射成型及擠出成型等。無論是哪種成型方式，在復(fù)合材料成型前均需要進(jìn)行加熱混煉并破碎造粒以提高天然植物纖維與聚乳酸復(fù)合均勻性，同時還需要添加一定量的偶聯(lián)劑以改善天然植物纖維與聚乳酸界面相容性。但是，在加熱混煉過程中聚乳酸因加熱會出現(xiàn)一定程度的降解，同時，混煉過程中因天然植物纖維與聚乳酸反復(fù)摩擦容易造成天然植物纖維的斷裂，進(jìn)而影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。另外，添加偶聯(lián)劑會一定程度上增加材料制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種利用天然植物纖維與聚乳酸復(fù)合制造高強(qiáng)復(fù)合材料的方法，以解決上述背景技術(shù)中的缺點。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種利用天然植物纖維與聚乳酸復(fù)合制造高強(qiáng)復(fù)合材料的方法，在復(fù)合材料制備前先將聚乳酸放入二氯甲烷溶劑中使聚乳酸充分溶解，然后將天然植物纖維放到聚乳酸的二氯甲烷溶液中浸泡10分鐘，使液態(tài)聚乳酸溶液通過天然植物纖維的表面孔隙以及細(xì)胞壁紋孔等途徑進(jìn)入纖維內(nèi)部。然后，采用泵抽吸的方法使二氯甲烷快速揮發(fā)并冷凝回收再利用， 留下的天然植物纖維和聚乳酸混合物放入烘箱在80°c條件下干燥4小時后送入破碎機(jī)進(jìn)行破碎造粒。造粒后可采用常規(guī)的成型方法制備天然植物纖維/聚乳酸復(fù)合材料。其具體方法如下
(1)將聚乳酸倒入裝有二氯甲烷的容器中，攪拌使其完全溶解；
(2)將聚乳酸二氯甲烷溶液裝入帶有回收裝置的容器中使其完全溶解，然后將天然植物纖維加入容器中，使天然植物纖維完全浸沒于聚乳酸的二氯甲烷溶液中10分鐘；
(3)啟動氣泵將極易揮發(fā)的二氯甲烷快速冷凝回收再利用；
(4)取出剩余的天然植物纖維與聚乳酸塊狀混合物，送入烘箱在80°C條件下干燥4小時后利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎造粒；
(5)采用常規(guī)成型方法制備高強(qiáng)天然植物纖維/聚乳酸復(fù)合材料。在上述過程中的步驟(2)中，天然植物纖維與聚乳酸的二氯甲烷溶液重量比為 1:20。有益效果利用本發(fā)明聚乳酸液化后可以深度進(jìn)入天然植物纖維內(nèi)部并形成交聯(lián)狀聚乳酸結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料成型后天然植物纖維內(nèi)部的聚乳酸可以與包覆在纖維外部的聚乳酸能夠連成一體，可以有更效傳遞外界應(yīng)力，進(jìn)而提高復(fù)合材料力學(xué)性能。因此，復(fù)合材料制造過程無需添加偶聯(lián)劑，即可制備高性能天然植物纖維/聚乳酸復(fù)合材料。
具體實施例方式下面舉實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實施例一
1、將500g的聚乳酸倒入裝有9500g的二氯甲烷的圓底燒瓶中，將燒瓶密封并攪拌，使聚乳酸完全溶解到二氯甲烷中為止(攪拌處理時保持關(guān)閉狀態(tài))。2、將攪拌好的混合溶液裝入帶有回收裝置的容器中，然后將500g天然植物纖維加入容器中，使天然植物纖維完全浸沒于聚乳酸二氯甲烷溶液中并靜置10分鐘。3、啟動氣泵將極易揮發(fā)的二氯甲烷快速冷凝回收再利用。4、取出剩余的天然植物纖維與聚乳酸塊狀混合物，送入烘箱在80°C條件下干燥4 小時后利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎造粒。在實施例中，天然植物纖維取出后可直接用于采用常規(guī)成型方法制備高強(qiáng)天然植物纖維/聚乳酸復(fù)合材料。實施例二
1、將600g的聚乳酸倒入裝有7400g的二氯甲烷的的圓底燒瓶中，將燒瓶密封并攪拌， 使聚乳酸完全溶解到二氯甲烷中為止(攪拌處理時保持關(guān)閉狀態(tài))。2、將攪拌好的混合溶液裝入帶有回收裝置的容器中，然后將400g天然植物纖維加入容器中，使天然植物纖維完全浸沒于聚乳酸二氯甲烷溶液中并靜置10分鐘。3、啟動氣泵將極易揮發(fā)的二氯甲烷快速冷凝回收再利用。4、取出剩余的天然植物纖維與聚乳酸塊狀混合物，送入烘箱在80°C條件下干燥6 小時后利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎造粒。在實施例中，天然植物纖維取出后可直接用于采用常規(guī)成型方法制備高強(qiáng)天然植物纖維/聚乳酸復(fù)合材料。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定.。.
權(quán)利要求
1.一種利用天然植物纖維與聚乳酸復(fù)合制造高強(qiáng)復(fù)合材料的方法，其特征在于，在復(fù)合材料制備前先將聚乳酸放入二氯甲烷溶劑中使聚乳酸充分溶解，然后將天然植物纖維放到聚乳酸的二氯甲烷溶液中浸泡10分鐘，使液態(tài)聚乳酸溶液通過天然植物纖維的表面孔隙以及細(xì)胞壁紋孔等途徑進(jìn)入纖維內(nèi)部，再采用泵抽吸的方法使二氯甲烷快速揮發(fā)并冷凝回收再利用，留下的天然植物纖維和聚乳酸混合物放入烘箱在80°c條件下干燥4小時后送入破碎機(jī)進(jìn)行破碎造粒，造粒后可采用常規(guī)的成型方法制備天然植物纖維/聚乳酸復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然植物纖維與聚乳酸復(fù)合制造高強(qiáng)復(fù)合材料的方法，其特征在于，其具體方法如下(1)將聚乳酸倒入裝有二氯甲烷的容器中，攪拌使其完全溶解；(2)將聚乳酸二氯甲烷溶液裝入帶有回收裝置的容器中，然后將天然植物纖維加入容器中，天然植物纖維與聚乳酸二氯甲烷溶液重量比為1 20，使天然植物纖維完全浸沒于聚乳酸二氯甲烷溶液中10分鐘；(3)啟動氣泵將極易揮發(fā)的二氯甲烷快速冷凝回收再利用；(4)取出剩余的天然植物纖維與聚乳酸塊狀混合物，送入烘箱在80°C條件下干燥4小時后利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎造粒；(5)采用常規(guī)成型方法制備高強(qiáng)天然植物纖維/聚乳酸復(fù)合材料。
全文摘要
一種利用天然植物纖維與聚乳酸復(fù)合制造高強(qiáng)復(fù)合材料的方法，在復(fù)合材料制備前先將聚乳酸充分溶解，然后將天然植物纖維放到聚乳酸的二氯甲烷溶液中浸泡，使液態(tài)聚乳酸溶液通過天然植物纖維的表面孔隙以及細(xì)胞壁紋孔等途徑進(jìn)入纖維內(nèi)部，剩下的天然植物纖維和聚乳酸混合物放入烘箱干燥后再進(jìn)行破碎造粒，造粒后即可采用常規(guī)的成型方法制備天然植物纖維/聚乳酸復(fù)合材料。因而，本發(fā)明在制造這種復(fù)合材料的過程無需添加偶聯(lián)劑，即可制備高性能天然植物纖維/聚乳酸復(fù)合材料。
文檔編號C08L67/04GK102329484SQ201110215998
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月30日
發(fā)明者凌啟飛, 吳義強(qiáng), 李新功, 鄭霞 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)