一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚酯復(fù)合材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚酯復(fù)合材料的方法，包括以下步驟：（1）AKD乳液的制備及其對(duì)生物質(zhì)纖維原料的表面處理；（2）表面改性纖維的熟化處理；(3)表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體的復(fù)合。經(jīng)表面疏水處理的纖維間氫鍵結(jié)合作用減弱，在脂肪族聚酯基體中的團(tuán)聚降低，改善了復(fù)合材料的界面強(qiáng)度，從而使其具有更加優(yōu)異的綜合性能，尤其是力學(xué)性能。該復(fù)合材料產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，可用于家用電器、汽車工業(yè)、包裝、日用品等領(lǐng)域。且該方法成本較低、工藝簡便，有利于推廣應(yīng)用，對(duì)于提高生物質(zhì)原料的利用水平，緩解石油資源危機(jī)和保護(hù)環(huán)境等方面具有重要意義。
【專利說明】一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚 酯復(fù)合材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于先進(jìn)復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及纖維素改性和高分子復(fù)合材料，具體涉及通 過烷基烯酮二聚體(AKD)的添加，來提高生物質(zhì)纖維-脂肪族聚酯復(fù)合材料性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高分子材料已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱，其原料大部分來源 于石油，且其中的大部分難于降解。石油資源的日漸匱乏和環(huán)境保護(hù)的壓力促使發(fā)展低碳、 環(huán)境友好的高分子材料成為重要的工作。
[0003] 生物質(zhì)纖維-聚合物復(fù)合材料是一類新型的綠色復(fù)合材料，通用塑料(如PE、PP、 PVC等）或可生物降解塑料(主要指脂肪族聚酯材料）均可作為生物質(zhì)纖維-聚合物復(fù)合材 料的基體材料。與常見的增強(qiáng)纖維如玻璃纖維、碳纖維等相比，生物質(zhì)纖維具有比強(qiáng)度高、 來源廣泛、價(jià)格低廉、可生物降解、對(duì)加工設(shè)備磨損小的優(yōu)點(diǎn)，與脂肪族聚酯材料復(fù)合后得 到的復(fù)合材料具有可生物降解性，同時(shí)可大大降低復(fù)合材料的生產(chǎn)成本。
[0004] 脂肪族聚酯(如PLA、PBS、PBAT等）是已商品化的高分子材料，在堆肥條件下能夠 自然分解，既具有塑料的優(yōu)點(diǎn)，又不污染環(huán)境，被視作是21世紀(jì)應(yīng)用極其廣泛的一類"功能 聚合材料"。但是脂肪族聚酯普遍存在價(jià)格較高，力學(xué)性能較差等缺點(diǎn)，影響了其工業(yè)化推 廣應(yīng)用。
[0005] 纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料界面的組成、性質(zhì)、結(jié)合方式以及結(jié)合強(qiáng)度對(duì)復(fù) 合材料的力學(xué)性能有著重要影響。復(fù)合材料中纖維與基體之間的應(yīng)力傳遞的能力主要取決 于界面的性能。復(fù)合材料宏觀性能的好壞很大程度上取決于基體和填充物之間的界面結(jié)合 狀況，界面往往就是材料的最弱環(huán)節(jié)。
[0006] 木質(zhì)填料的主要成分是纖維素，半纖維素，木質(zhì)素等含有大量羥基、酚羥基的 高分子化合物，大量的單糖、果膠質(zhì)、脂肪、蠟及小分子化合物。羥基、酚羥基的存在，使木 質(zhì)填料具有強(qiáng)極性和親水性，以及較高的表面能。而聚合物基體大多是非極性或弱極性的 高分子材料，表面能較低。兩者之間的界面不能很好地粘合，外力不能在兩相之間進(jìn)行有 效的傳遞，導(dǎo)致材料的性能較差。此外，羥基和酚羥基的存在，增大了木材纖維原料之間的 團(tuán)聚作用，熱加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生聚集現(xiàn)象，致使其不能在塑料基體中均勻分散，從而影響到 復(fù)合材料的綜合性能。因此，木塑復(fù)合材料的發(fā)展受到相容性的限制。提高木質(zhì)纖維原料 在基體中的分散性，同時(shí)改善木塑復(fù)合材料的兩相界面結(jié)合，是提高木塑復(fù)合材料使用性 能的關(guān)鍵問題，也是研究中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。
[0007] 在對(duì)復(fù)合材料的深入研究中，人們已經(jīng)提出了多種界面理論，如化學(xué)鍵理論、浸潤 性理論、過渡層理論、機(jī)械互鎖理論、摩擦理論、擴(kuò)散理論、靜電理論等?；谏鲜龈鞣N界面 理論，產(chǎn)生了多種多樣復(fù)合材料界面改性的方法。大致可以分為物理改性與化學(xué)改性兩類。
[0008] 通過物理手段處理纖維或基體表面，可以改變纖維結(jié)構(gòu)形貌，增強(qiáng)纖維素表面與 聚合物基體的嚙合，其效果直接影響后面的改性效果及復(fù)合材料的性能。物理改性的特點(diǎn) 是不需要加入任何其他試劑，成本相對(duì)較低，基本上不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，但單獨(dú)使用效果 不明顯，更多的是為后面的化學(xué)改性做準(zhǔn)備。
[0009] 化學(xué)改性是通過添加化學(xué)試劑對(duì)木粉進(jìn)行表面處理，以改變植物纖維表面的化學(xué) 結(jié)構(gòu)，提高植物纖維與樹脂基體的相容性及植物纖維在樹脂基體中的分散性，從而提高復(fù) 合材料的力學(xué)性能。根據(jù)其實(shí)現(xiàn)的手段可以分為以堿處理、?；幚怼⒔缑娓男詣┨幚淼?。 在各種化學(xué)處理方法中，加入界面改性劑是最簡單且有效的方法，也是目前木塑復(fù)合材料 相容性研究領(lǐng)域中報(bào)道最多的方法。界面改性劑主要通過化學(xué)反應(yīng)或浸潤作用在植物纖維 /聚合物之間建立物理和化學(xué)交聯(lián)，在纖維填料和聚合物之間起到了一個(gè)橋的作用，從而提 高兩者的相容性，促進(jìn)纖維填料在基體中的分散。通常用于改善木質(zhì)纖維原料與聚合物基 體的界面改性劑有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯及鋁酸酯偶聯(lián)劑、異氰酸酯類偶聯(lián)劑及各種極性與 非極性單體的共聚物、接枝物等。
[0010] 李琴等在中國專利申請(qǐng)CN101942184A中公開了一種竹粉填充生物可降解復(fù)合材 料及其制備方法，采用鋁酸酯偶聯(lián)劑改善竹粉纖維與PBS基體的界面相容性，得到剛性平 衡、力學(xué)性能較好的復(fù)合材料。余漢成等在中國專利申請(qǐng)CN101519524B中公開了一種可完 全生物降解材料及其制備方法，采用硅烷偶聯(lián)劑KH560制備了淀粉/PBS復(fù)合材料，改性后 復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能得到較大提高。
[0011] Yang Zhao 等在《Journal of Applied Polymer Science》2012 年 154 卷第四期 3211-3220頁發(fā)表的論文中，采用四種不同的氨基硅烷偶聯(lián)劑對(duì)稻草秸桿纖維進(jìn)行改性，并 制備了秸桿纖維/PBS復(fù)合材料。經(jīng)改性后復(fù)合材料的拉伸性能提高，且經(jīng)3- (2-氨乙基氨 丙基）三乙氧基硅烷改性得到的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度最高，這是由于偶聯(lián)劑中的氨基含量 最多，氨基和PBS中的羰基反應(yīng)形成藍(lán)移的氫鍵，使復(fù)合材料的界面粘結(jié)強(qiáng)度增大，從而較 大地改善了復(fù)合材料的性能。
[0012] 相比于通用塑料制備的復(fù)合材料，目前有關(guān)脂肪族聚酯基復(fù)合材料的報(bào)道仍然較 少，尚需研究開發(fā)改善其界面結(jié)合的新方法，提高復(fù)合材料界面粘結(jié)強(qiáng)度，最終提高復(fù)合材 料的使用性能，促進(jìn)這種環(huán)境友好材料的推廣和應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013] 本發(fā)明的目的在于提供一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族 聚酯基復(fù)合材料的方法，以工業(yè)品烷基烯酮二聚體（AKD)蠟粉，配置適宜濃度的AKD乳液， 或直接采用工業(yè)品的AKD乳液，對(duì)生物質(zhì)纖維進(jìn)行表面預(yù)處理，使其在纖維表面熟化，經(jīng)表 面疏水處理的纖維，在改善其對(duì)脂肪族聚酯基體浸潤性和粘結(jié)性的同時(shí)，改善了復(fù)合材料 的界面強(qiáng)度，從而使其具有更加優(yōu)異的綜合性能，尤其是力學(xué)性能。
[0014] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚酯基復(fù)合材料的方法，包括 以下步驟： 步驟一、AKD乳液對(duì)生物質(zhì)纖維的表面處理： AKD乳液對(duì)生物質(zhì)纖維進(jìn)行表面處理得到表面改性生物質(zhì)纖維，其中AKD乳液與生物 質(zhì)纖維的質(zhì)量比為（0. 05-20) : 100 ; 步驟二，表面改性生物質(zhì)纖維的干燥熟化處理： 將步驟二中處理后的表面改性生物質(zhì)纖維于8(T14(TC下鼓風(fēng)干燥4~24h，得到表面處 理后的改性生物質(zhì)纖維； 步驟三，表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體的復(fù)合： 以步驟三中經(jīng)干燥熟化后的表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體于8(T20(TC下熔 融加工混合，制備得到復(fù)合材料，其中表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體的質(zhì)量比為 (1-200) ：100 ； 所述AKD為烷基烯酮二聚體。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟一中AKD乳液對(duì)生物質(zhì)纖維進(jìn)行表面處理方 法：混合液在高速攪拌機(jī)中以10~5000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌5~60min，得到表面改性生物質(zhì)纖維。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟一中的AKD為乳液。
[0017] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟一中的AKD為蠟粉，將蠟粉制備AKD乳液的方 法： 首先、將陽離子淀粉，分散劑和適量的水在攪拌條件下充分混合，在70°C ~90°C加熱 l~120min，形成乳化劑后放置在保溫箱中； 其次，將AKD蠟粉加熱熔化，并將乳化劑與AKD蠟粉充分混合，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 19Γ10% 的 AKD 乳液。
[0018] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述分散劑為木質(zhì)素磺酸鈉或醇胺類水性分散劑。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述AKD支鏈長度為四碳至二十碳中的一種，或多種 的混合物。
[0020] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的AKD支鏈長度為十二碳至十六碳中的一種。
[0021] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟一中的生物質(zhì)纖維選自木粉、稻殼粉、秸桿纖 維和竹粉中的一種或多種。
[0022] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟三中的熔融加工成型方式選用密煉、開煉或 擠出成型中的一種。
[0023] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明能夠使生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體之間形成良好的界面層，從而可以更好的 發(fā)揮生物質(zhì)纖維對(duì)脂肪族聚酯基體的增強(qiáng)作用，提高復(fù)合材料的綜合性能，尤其是力學(xué)性 質(zhì)； 同時(shí)不影響脂肪族聚酯基體的生物可降解性，且成本低廉，有利于批量、連續(xù)、規(guī)?；?的工業(yè)生產(chǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖la為實(shí)施例1中AKD處理前后PBS-木粉復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的對(duì)比； 圖lb為實(shí)施例1中AKD處理前后PBS-木粉復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度的對(duì)比； 圖2a為實(shí)施例4中AKD處理前后PLA-稻殼粉復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的對(duì)比； 圖2b為實(shí)施例4中AKD處理前后PLA-稻殼粉復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度的對(duì)比。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，進(jìn)一步 闡述本發(fā)明。對(duì)于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。
[0027] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)手段應(yīng)不局限于以下實(shí)施例，而可在上述
【發(fā)明內(nèi)容】
的技術(shù)條件 范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
[0028] 由于烷基烯酮二聚體（AKD)同時(shí)具有疏水基團(tuán)和反應(yīng)活性基團(tuán)，用于處理生物質(zhì) 纖維表面，反應(yīng)活性基團(tuán)與纖維的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，形成共價(jià)鍵結(jié)合，在纖維表面形成一 層穩(wěn)定的薄膜，此時(shí)疏水性基團(tuán)（長鏈烷基）轉(zhuǎn)向纖維表面之外，使生物質(zhì)纖維表面變得更 加疏水，從而提高了聚合物基體對(duì)纖維表面的浸潤性，界面結(jié)合強(qiáng)度得以提高。
[0029] 具體地，一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚酯基復(fù)合材料 的方法，包括以下步驟： 步驟一、AKD乳液對(duì)生物質(zhì)纖維的表面處理： AKD乳液對(duì)生物質(zhì)纖維進(jìn)行表面處理得到表面改性生物質(zhì)纖維，其中AKD乳液與生物 質(zhì)纖維的質(zhì)量比為（0. 05-20) : 100 ; 其中步驟一中AKD乳液對(duì)生物質(zhì)纖維進(jìn)行表面處理方法：混合液在高速攪拌機(jī)中以 10~5000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌5~60min，得到表面改性生物質(zhì)纖維。
[0030] 進(jìn)一步地，其中的生物質(zhì)纖維選自木粉、稻殼粉、秸桿纖維和竹粉中的一種或多 種，或通過化學(xué)法或機(jī)械法分離得到的纖維。
[0031] 步驟二，表面改性生物質(zhì)纖維的干燥熟化處理： 將步驟二中處理后的表面改性生物質(zhì)纖維于8(T14(TC下鼓風(fēng)干燥4~24h，得到表面處 理后的改性生物質(zhì)纖維； AKD乳液在造紙行業(yè)中能起到施膠的作用，需要在干燥后繼續(xù)熟化一段時(shí)間，但施膠后 的紙張?jiān)诩垯C(jī)上干燥過程比較短，后期需要約幾天的熟化時(shí)間，疏水改性效果更好。
[0032] 步驟三，表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體的復(fù)合： 以步驟三中經(jīng)干燥熟化后的表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體于8(T20(TC下熔 融加工混合，制備得到復(fù)合材料，其中表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體的質(zhì)量比為 (1-200) : 100 ;所述AKD為烷基烯酮二聚體。
[0033] 進(jìn)一步地，步驟三中的熔融加工成型方式選用密煉、開煉或擠出成型中的一種。
[0034] 其中步驟一中的AKD為乳液；若步驟一中的AKD為蠟粉，將蠟粉制備乳液的方法： 首先、將陽離子淀粉，分散劑和適量的水在攪拌條件下充分混合，在70°C ~90°C加熱 l~120min，形成乳化劑后放置在保溫箱中；其中分散劑是木質(zhì)素磺酸鈉或醇胺類水性分散 劑； 其次，將AKD蠟粉加熱熔化，并將乳化劑與AKD蠟粉充分混合，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 19Γ10% 的 AKD 乳液。
[0035] 結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施內(nèi)容，提供以下5個(gè)實(shí)施例。
[0036] 下述各個(gè)脂肪族聚酯基體的中文譯文如下： PBS :聚丁二酸丁二醇酯 PLA:聚乳酸 CTMP纖維：化學(xué)熱磨機(jī)械漿纖維 實(shí)施例1 : (1) AKD乳液的制備及其對(duì)楊木粉的表面處理： 以商品系列AKD乳液（山東某公司產(chǎn)品，固含量15%，AKD含量12%)對(duì)80-100目楊木粉 進(jìn)行表面處理，AKD相對(duì)于楊木粉的用量為2% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，在高速攪拌機(jī)中于2000r/min 條件下攪拌15min。 (2) 楊木粉改性纖維的干燥熟化處理： 根據(jù)上述表面改性之后的楊木粉改性纖維在l〇5°C下鼓風(fēng)干燥4h，密封備用。
[0037] (3)楊木粉改性纖維與PBS的復(fù)合： 按如下質(zhì)量百分比配比物料：干燥處理后楊木粉改性纖維30%，PBS 70%，在密煉機(jī)中 于120°C條件下加工lOmin，熱壓成型，制備得到PBS/楊木粉復(fù)合材料。
[0038] 由圖la，圖lb對(duì)比可知，與未經(jīng)AKD處理的楊木粉制備的復(fù)合材料相比，以經(jīng)AKD 處理的楊木粉制備的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度提高20. 7%，沖擊強(qiáng)度提高13. 3%。
[0039] 實(shí)施例2 : (1) AKD乳液的制備及其對(duì)竹粉的表面處理： 以商品系列AKD乳液（山東某公司產(chǎn)品，固含量15%，AKD含量12%)對(duì)60-80目竹粉進(jìn) 行表面處理，AKD相對(duì)于竹粉的用量為2% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，在高速攪拌機(jī)中于2000r/min條件 下攪拌15min。
[0040] (2 )竹粉改性纖維的干燥熟化處理： 得到的竹粉改性纖維90°C下鼓風(fēng)干燥24h，密封備用。
[0041] (3)竹粉改性纖維與PLA的復(fù)合： 按如下質(zhì)量百分比配比物料：干燥熟化處理后竹粉改性纖維35%，PLA65%，200°C條件 下開煉機(jī)加工8min，熱壓成型，制備得到PLA/竹粉復(fù)合材料。
[0042] 相比未添加 AKD的復(fù)合材料，以AKD表面處理的竹粉制備的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度提 高11. 6%，沖擊強(qiáng)度提高14. 5%，彎曲模量有所提高。
[0043] 實(shí)施例3 : (1) AKD乳液的制備及其竹粉的表面處理： 稱取15克陽離子淀粉，1. 5克木質(zhì)素磺酸鹽，硫酸鋁17. 5克，水846mL，在攪拌條件下 充分混合，在80°C加熱60min，形成乳化劑后放置在保溫箱中。將120克AKD蠟粉（山東某 公司產(chǎn)品，鏈長：C14-C16)加熱熔化，將乳化劑與AKD蠟粉充分混合，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 的乳液。
[0044] 用該乳液對(duì)60-80目竹粉進(jìn)行表面處理，以高速攪拌機(jī)在2000r/min條件下攪拌 20min〇
[0045] (2)竹粉改性纖維的熟化處理： 得到竹粉改性纖維l〇〇°C下鼓風(fēng)干燥24h，密封備用。
[0046] (3)竹粉改性纖維與PBS的復(fù)合： 按如下質(zhì)量百分比配比物料：干燥熟化處理后竹粉改性纖維25%，PBS 75%，在雙螺桿 擠出機(jī)上于150°C下擠出成型，制備得到PBS/竹粉復(fù)合材料。
[0047] 與未經(jīng)AKD處理的竹粉制備的復(fù)合材料相比，以經(jīng)AKD處理的竹粉制備的復(fù)合材 料拉伸強(qiáng)度提高17. 3%，沖擊強(qiáng)度提高15. 4%。
[0048] 實(shí)施例4 : (1) AKD乳液的制備及其對(duì)稻殼粉的表面處理： 以購買的商品系列AKD乳液(江蘇某公司產(chǎn)品，固含量15%，AKD含量12%)對(duì)80-100目 稻殼粉進(jìn)行表面處理，AKD相對(duì)于稻殼粉的用量為3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，高速攪拌機(jī)中于2000r/ min條件下攪拌20min。
[0049] (2)稻殼粉改性纖維的干燥處理： 得到的改性稻殼粉纖維在105°C下鼓風(fēng)干燥6h，密封備用。
[0050] (3)稻殼粉改性纖維與PBS的復(fù)合： 按如下質(zhì)量百分比配比物料：干燥熟化處理后稻殼粉改性纖維30%，PBS70%，120°C條 件下擠出成型，制備得到PBS/稻殼粉復(fù)合材料。
[0051] 由圖2a，圖2b對(duì)比可知，與未經(jīng)AKD處理的稻殼粉制備的復(fù)合材料相比，以經(jīng)AKD 處理的稻殼粉制備的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度提高12. 7%，沖擊強(qiáng)度提高11. 6%。
[0052] 實(shí)施例5 : (1) AKD乳液的制備及其對(duì)生物質(zhì)纖維原料的表面處理： 稱取15克陽離子淀粉，1. 5克木質(zhì)素磺酸鹽，硫酸鋁17. 5克，水846mL，在攪拌條件下 充分混合，在80°C加熱1小時(shí)形成乳化劑后，放置在保溫箱中。將120克AKD蠟粉(美國某 公司產(chǎn)品，鏈長：C16-C18)加熱熔化，將乳化劑與AKD蠟粉充分混合，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 的乳液。
[0053] 用該乳液對(duì)云杉化學(xué)熱磨機(jī)械漿纖維（CTMP纖維)進(jìn)行表面處理，AKD相對(duì)于CTMP 纖維的用量為3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，以高速攪拌機(jī)在2000r/min條件下攪拌20min。
[0054] (2 ) CTMP改性纖維的干燥熟化處理： 得到的改性CTMP纖維于KKTC下鼓風(fēng)干燥24h，密封備用。
[0055] (3) CTMP改性纖維與PLA的復(fù)合： 按如下質(zhì)量百分比配比物料：干燥處理后的CTMP纖維改性纖維30%，PLA70%，在密煉機(jī) 中于190°C條件下加工8min，熱壓成型，制備得到PLA/CTMP纖維復(fù)合材料。
[0056] 相比未經(jīng)表面處理的復(fù)合材料，以AKD表面處理的CTMP纖維制備的復(fù)合材料拉伸 強(qiáng)度提高14. 5%，沖擊強(qiáng)度提高16. 1%。
[0057] 以上顯示和描述了本發(fā)明專利的基本原理和主要特征和本發(fā)明專利的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明專利不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本發(fā)明專利的原理，在不脫離本發(fā)明專利精神和范圍的前提下，本發(fā)明專利還 會(huì)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)明專利范圍內(nèi)。本發(fā)明專利 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. 一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚酯基復(fù)合材料的方法，其 特征在于，包括以下步驟： 步驟一、AKD乳液對(duì)生物質(zhì)纖維的表面處理： AKD乳液對(duì)生物質(zhì)纖維進(jìn)行表面處理得到表面改性生物質(zhì)纖維，其中AKD乳液與生物 質(zhì)纖維的質(zhì)量比為（0. 05-20) : 100 ; 步驟二，表面改性生物質(zhì)纖維的干燥熟化處理： 將步驟二中處理后的表面改性生物質(zhì)纖維于8(T14(TC下鼓風(fēng)干燥4~24h，得到表面處 理后的改性生物質(zhì)纖維； 步驟三，表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體的復(fù)合： 以步驟三中經(jīng)干燥熟化后的表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體于8(T20(TC下熔 融加工混合，制備得到復(fù)合材料，其中表面改性生物質(zhì)纖維與脂肪族聚酯基體的質(zhì)量比為 (1-200) ：100 ； 所述AKD為烷基烯酮二聚體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚 酯復(fù)合材料的方法，其特征在于：所述步驟一中AKD乳液對(duì)生物質(zhì)纖維進(jìn)行表面處理方法： 混合液在高速攪拌機(jī)中以l〇~5000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌5~60min，得到表面改性生物質(zhì)纖維。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚 酯復(fù)合材料的方法，其特征在于：所述步驟一中的AKD為乳液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚 酯復(fù)合材料的方法，其特征在于：所述步驟一中的AKD為蠟粉，將蠟粉制備乳液的方法： 首先、將陽離子淀粉，分散劑和適量的水在攪拌條件下充分混合，在70°C ~90°C加熱 l~120min，形成乳化劑后放置在保溫箱中； 其次，將AKD蠟粉加熱熔化，并將乳化劑與AKD蠟粉充分混合，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 19Γ10% 的 AKD 乳液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚 酯復(fù)合材料的方法，其特征在于：所述分散劑是木質(zhì)素磺酸鈉或醇胺類水性分散劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚 酯復(fù)合材料的方法，其特征在于：所述AKD支鏈長度為四碳至二十碳中的一種，或多種的混 合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚 酯復(fù)合材料的方法，其特征在于：優(yōu)選的AKD支鏈長度為十二碳至十六碳中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚 酯復(fù)合材料的方法，其特征在于：所述步驟一中的生物質(zhì)纖維選自木粉、稻殼粉、秸桿纖維 和竹粉中的一種或多種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以烷基烯酮二聚體表面改性生物質(zhì)纖維制備脂肪族聚 酯復(fù)合材料的方法，其特征在于：所述步驟三中的熔融加工成型方式選用密煉、開煉或擠出 成型中的一種。
【文檔編號(hào)】C08H7/00GK104140654SQ201410349302
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】岳小鵬, 徐永建, 寧宇震, 鳳璐 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)