本發(fā)明屬于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用棉秸桿制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
由于化石資源的日趨短缺，人們?cè)诓粩鄬ふ倚履茉?、新材料以替代煤炭和石油化工產(chǎn)品，以緩解或解決能源與資源危機(jī)。玻璃纖維和碳纖維復(fù)合材料在給人類生活帶來(lái)方便的同時(shí)，又給人類帶來(lái)了資源短缺、回收利用及環(huán)境影響等新的問(wèn)題。利用生物質(zhì)可再生資源開發(fā)環(huán)境友好綠色復(fù)合材料成為當(dāng)前世界各國(guó)關(guān)注和研究的熱點(diǎn)之一。天然植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是利用天然可再生植物纖維與樹脂基體復(fù)合而成的一種新型復(fù)合材料，具有來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、可再生、可降解等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)樹脂復(fù)合材料通常以無(wú)機(jī)粉體、碳纖維和玻璃纖維等為增強(qiáng)體，而天然植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以天然植物纖維為增強(qiáng)體，替代木材或玻璃纖維材料是目前天然植物纖維綜合利用的主要途徑之一。
但天然植物纖維存在性能不均一、易吸濕以及與基體樹脂相容性差等缺點(diǎn)，使其在樹脂基復(fù)合材料中的應(yīng)用受到制約。從化學(xué)結(jié)構(gòu)角度分析，天然植物纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中增強(qiáng)體(天然植物纖維)與基體之間存在著一層組成及結(jié)構(gòu)與增強(qiáng)體及基體均不相同的界面層。界面層對(duì)復(fù)合材料的性能起著決定性的作用。天然植物纖維具有較強(qiáng)的極性與吸濕性，與非極性脂體缺乏良好的界面潤(rùn)濕性、相容性差，使得天然纖維與基體樹脂間界面層的界面張力增加，從而出現(xiàn)復(fù)合材料中纖維剝落、材料多孔和易降解等現(xiàn)象，導(dǎo)致復(fù)合材料的性能劣化。潤(rùn)濕性主要取決于樹脂的黏度和兩種材料的界面張力。樹脂的界面張力要盡量低，至少要低于纖維的界面張力。通過(guò)物理、化學(xué)方法對(duì)天然植物纖維表面改性，可降低植物纖維的表面自由能，增強(qiáng)纖維與基體樹脂的界面相容性，從而提高復(fù)合材料的綜合性能。尤其是棉秸稈纖維與闊葉樹材相似，其化學(xué)組份中多糖和灰分含量較高，復(fù)合材料的防水防霉較差，導(dǎo)致不能充分利用其價(jià)值。主要原因?yàn)?，⑴灰份高達(dá)9.47%，其中以二氧化硅為主的無(wú)機(jī)物在植物纖維中形成非極性的表層結(jié)構(gòu)，影響了膠黏劑的吸附和氫鍵的形成，從而降低了纖維與膠黏劑的結(jié)合力，導(dǎo)致內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度降低，握釘力差，二次加工貼面容易脫落；⑵1%NaOH的提取物濃度高達(dá)40.23%，這給秸稈復(fù)合材料的制造帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題，其一熱壓過(guò)程中，低中級(jí)碳水化合物易分解，產(chǎn)生淀粉膠，易粘模板且所制備的復(fù)合材料抗水性較差，其二棉秸稈纖維儲(chǔ)存過(guò)程中易霉變腐爛。⑶多戊糖含量高，在熱壓過(guò)程中易產(chǎn)生粘?，F(xiàn)象，且內(nèi)結(jié)合力及防水性都受不利影響。
為此在制備棉秸稈纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的方法上，需要結(jié)合其特點(diǎn)對(duì)棉秸稈纖維進(jìn)行改性，然后摸索出合理的材料復(fù)合工藝，實(shí)現(xiàn)用棉秸桿制備出質(zhì)量好、成本低的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種用棉秸稈制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的方法，利用氣體轟爆機(jī)在一定溫度和壓力下，將棉秸稈材料木質(zhì)纖維高分子中的內(nèi)部連接鍵打斷，裂解成小分子，細(xì)胞壁被部分打破，纖維束離解成細(xì)小纖維中低碳水化合物及多戊糖，同時(shí)將其中的無(wú)機(jī)物及小分子有機(jī)物離解析出，制備出具有高比表面積、高浸潤(rùn)性纖維材料，改善了纖維界面與粘膠劑的相容性，同時(shí)增大了纖維材料的疏水指數(shù)，增大二者界面結(jié)合強(qiáng)度，使得內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度，彎曲、拉伸、沖擊強(qiáng)度較樹脂本體有大幅度的提高，同時(shí)抗水性得到增強(qiáng)，從而降低了材料吸水率。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種用棉秸稈制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的方法，包括如下步驟：
步驟一，制備棉秸稈纖維：
(1)粉碎：將棉秸稈原料，經(jīng)過(guò)皮芯分離并除去桃、葉、細(xì)枝后得到的皮料和芯料分別輸入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎得到粒徑5-15mm的皮料和芯料，或者不經(jīng)過(guò)皮芯分離直接輸入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，得到粒徑5-15mm的未分離料；
(2)篩分：將步驟(1)所得物料篩分出粒徑5-15mm的合格物料，同時(shí)除去粉塵；
(3)加熱潤(rùn)脹：調(diào)整水份含量至小于50%wt，加熱物料至溫度40-100℃，使其充分潤(rùn)脹；
(4)一次揉搓：機(jī)械揉搓使物料中的纖維束初步離解，初步帚化；
(5)轟爆處理：將揉搓堆浸過(guò)的皮料、芯料和未分離料中的一種或多種均勻混合后，置入密閉壓力容器內(nèi)，通入高壓蒸汽加溫加壓，保持1.0-2.5Mpa氣壓5-15分鐘，在60-75ms內(nèi)通過(guò)同時(shí)釋放蒸氣和物料泄壓至大氣壓，物料爆出；
(6)二次揉搓：機(jī)械揉搓，秸稈中的纖維束充分離解，通過(guò)加水、擠壓，將部分降解產(chǎn)物和灰分去除；
(7)水洗：通過(guò)水洗進(jìn)一步分離降解產(chǎn)物，洗出灰分；
(8)脫水：脫水，使水分降至20-30%wt；
(9)烘干：烘干，使棉秸稈纖維均質(zhì)蓬松，水分降至7-10%wt；
步驟二，纖維分級(jí)：將烘干后的棉秸稈纖維進(jìn)行或不進(jìn)行篩分分級(jí)；
步驟三，真空混拌：將70-95%wt的棉秸稈纖維與5-30%wt的粘結(jié)劑置于真空混拌機(jī)內(nèi)，抽真空浸潤(rùn)5-10分鐘，混和攪拌，保持真空度-0.1bar，靜置5-10分鐘；粘結(jié)劑由符合國(guó)標(biāo)的樹脂、偶聯(lián)劑、固化劑市售產(chǎn)品按需要混拌而成；
步驟四，真空輥煉：混拌完畢的物料進(jìn)入真空輥煉機(jī)內(nèi)反復(fù)輥壓5-20分鐘，真空輥煉機(jī)內(nèi)保持恒溫恒濕，溫度20-80℃，濕度20-35%，防止氣泡產(chǎn)生；
步驟五，模壓：將輥煉后的物料置入模壓機(jī)內(nèi)，先進(jìn)行熱預(yù)壓，壓力為1.0-2.5Mpa，溫度控制在80-100℃，時(shí)間3-9分鐘；然后再進(jìn)行熱壓，壓力5-9Mpa，溫度100-120℃，時(shí)間2-8分鐘；
步驟六，冷卻固化：熱壓完畢后，根據(jù)復(fù)合材料需要分成若干梯度段進(jìn)行等溫冷卻至室溫，得到用棉秸稈制備的高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
本發(fā)明還包括的優(yōu)化或/和改進(jìn)有：
優(yōu)選的方案之一：所述步驟一制備棉秸稈纖維的步驟(2)中將尺寸大于15mm的不合格物料返回步驟(1)粉碎機(jī)繼續(xù)粉碎，將尺寸小于5mm的不合格物料廢棄；
優(yōu)選的方案之二：所述步驟一制備棉秸稈纖維的步驟(1)和步驟(2)中的粒徑為8-12mm；
優(yōu)選的方案之三：所述步驟一制備棉秸稈纖維的步驟(3)中加熱溫度至80-100℃；
優(yōu)選的方案之四：所述步驟一制備棉秸稈纖維的步驟(2)之后加入浮選步驟：將合格物料進(jìn)行水浮選，將棉桿芯髓、蠟質(zhì)皮等雜質(zhì)清除；
優(yōu)選的方案之五：所述步驟一制備棉秸稈纖維的步驟(3)加熱潤(rùn)脹中的調(diào)整水包括加水浸泡吸水或著進(jìn)行脫水處理；
優(yōu)選的方案之六：所述步驟三真空混拌中將75-85%wt的棉秸稈纖維與15-25%wt的粘結(jié)劑真空混拌。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員依照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，根據(jù)所生產(chǎn)的復(fù)合材料的質(zhì)量要求，選擇篩選纖維的長(zhǎng)度和皮料、芯料和未分離料三種纖維中的一種或多種的混合比例以及混膠比例，確定合適的壓力、溫度、冷卻梯度等相關(guān)參數(shù)，從而能夠低成本地制備出高質(zhì)量的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
實(shí)施本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：
本發(fā)明能有效利用棉秸稈制備天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其靜彎曲、抗拉、抗沖擊強(qiáng)度等各項(xiàng)性能優(yōu)良，同時(shí)具備高耐磨性能，低吸水性，達(dá)到防霉變的目的。
經(jīng)過(guò)性能測(cè)試，其裂縫試驗(yàn)高于國(guó)標(biāo)要求，其裂縫寬度＜0.5mm，其裂縫長(zhǎng)度≤100mm；孔洞測(cè)試高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，孔洞長(zhǎng)度＜5mm，孔洞寬度＜1mm；彎曲強(qiáng)度達(dá)到30-40MPa，大幅度超普通中高密度纖維板彎曲強(qiáng)度的國(guó)標(biāo)要求22MPa。
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
附圖說(shuō)明
無(wú)。
具體實(shí)施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
實(shí)施例1 取棉秸稈1.5噸，按以下步驟實(shí)施：
步驟一，制備棉秸稈纖維：
(1)粉碎：將棉秸稈不經(jīng)過(guò)皮芯分離直接輸入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎得到粒徑5-15mm的未分離料；
(2)篩分：將步驟(1)所得物料篩分出粒徑5-15mm的合格物料，同時(shí)除去粉塵；將尺寸大于15mm的不合格物料返回粉碎機(jī)繼續(xù)粉碎，將尺寸小于5mm的不合格物料廢棄；
步驟(2)之后加入浮選步驟：將合格物料進(jìn)行水浮選，將棉桿芯髓、蠟質(zhì)皮等雜質(zhì)清除。在浮選步驟之后再加入脫水步驟：將浮選后的物料進(jìn)行脫水處理，至水分含量小于50%wt；
(3)加熱潤(rùn)脹：調(diào)整水份含量至小于50%wt，加熱物料至溫度40-100℃，使其充分潤(rùn)脹；
(4)一次揉搓：機(jī)械揉搓使物料中的纖維束初步離解，初步帚化；
(5)轟爆處理：將揉搓堆浸過(guò)的物料置入密閉壓力容器內(nèi)，通入高壓蒸汽加溫加壓，保持1.0-2.5Mpa氣壓5-15分鐘，在60-75ms內(nèi)通過(guò)同時(shí)釋放蒸氣和物料泄壓至大氣壓料，物料爆出；
(6)二次揉搓：機(jī)械揉搓，秸稈中的纖維束充分離解，通過(guò)加水、擠壓，將部分降解產(chǎn)物和灰分去除；
(7)水洗：通過(guò)水洗進(jìn)一步分離降解產(chǎn)物，洗出灰分；
(8)脫水：脫水，使水分降至20-30%wt；
(9)烘干：烘干，使棉秸稈纖維均質(zhì)蓬松，水分降至7-10%wt；
本實(shí)施例得到1.2噸未分離料經(jīng)過(guò)彈射氣體轟爆處理的棉秸稈纖維。
步驟二，纖維分級(jí)：將烘干后的棉秸稈纖維不進(jìn)行篩分分級(jí)；
步驟三，真空混拌：將70-80%wt的棉秸稈纖維與15-25%wt的粘結(jié)劑置于真空混拌機(jī)內(nèi)，抽真空浸潤(rùn)5-10分鐘，混和攪拌，保持真空度-0.1bar，靜置5-10分鐘；粘結(jié)劑由符合國(guó)標(biāo)的樹脂、偶聯(lián)劑、固化劑市售產(chǎn)品按需要混拌而成；
步驟四，真空輥煉：混拌完畢的物料進(jìn)入真空輥煉機(jī)內(nèi)反復(fù)輥壓5-20分鐘，真空輥煉機(jī)內(nèi)保持恒溫恒濕，溫度20-80℃，濕度20-35%，防止氣泡產(chǎn)生；
步驟五，模壓：將輥煉后的物料置入模壓機(jī)內(nèi)，先進(jìn)行熱預(yù)壓，壓力為1.0-2.5Mpa，溫度控制在80-100℃，時(shí)間3-9分鐘；然后再進(jìn)行熱壓，壓力5-9Mpa，溫度100-120℃，時(shí)間2-8分鐘；
步驟六，冷卻固化：熱壓完畢后，根據(jù)復(fù)合材料需要分成2-5個(gè)梯度段進(jìn)行等溫冷卻至室溫，得到用棉秸稈制備的高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1.25噸。
經(jīng)過(guò)性能測(cè)試，裂縫試驗(yàn)高于國(guó)標(biāo)要求，其裂縫寬度＜0.5mm，其裂縫長(zhǎng)度≤100mm；孔洞測(cè)試高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，孔洞長(zhǎng)度＜5mm，孔洞寬度＜1mm；彎曲強(qiáng)度達(dá)到36MPa，大幅度超普通中高密度纖維板彎曲強(qiáng)度的國(guó)標(biāo)要求22MPa。
實(shí)施例2 取棉秸稈1.5噸，按以下步驟實(shí)施：
步驟一，制備棉秸稈纖維：
(1)粉碎：將棉秸稈經(jīng)過(guò)皮芯分離并除去桃、葉、細(xì)枝后得到的皮料輸入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎得到粒徑8-12mm的皮料；
(2)篩分：將步驟(1)所得物料篩分出粒徑8-12mm的合格物料，同時(shí)除去粉塵；將尺寸大于12mm的不合格物料返回粉碎機(jī)繼續(xù)粉碎，將尺寸小于8mm的不合格物料廢棄；
(3)加熱潤(rùn)脹：調(diào)整水份含量至小于50%wt，加熱物料至溫度40-100℃，使其充分潤(rùn)脹；
(4)一次揉搓：機(jī)械揉搓使物料中的纖維束初步離解，初步帚化；
(5)轟爆處理：將揉搓堆浸過(guò)的物料置入密閉壓力容器內(nèi)，通入高壓蒸汽加溫加壓，保持1.0-2.5Mpa氣壓5-15分鐘，在60-75ms內(nèi)通過(guò)同時(shí)釋放蒸氣和物料泄壓至大氣壓，物料爆出；
(6)二次揉搓：機(jī)械揉搓，秸稈中的纖維束充分離解，通過(guò)加水、擠壓，將部分降解產(chǎn)物和灰分去除；
(7)水洗：通過(guò)水洗進(jìn)一步分離降解產(chǎn)物，洗出灰分；
(8)脫水：脫水，使水分降至20-30%wt；
(9)烘干：烘干，使棉秸稈纖維均質(zhì)蓬松，水分降至7-10%wt；
本實(shí)施例得到0.75噸未分離料經(jīng)過(guò)彈射氣體轟爆處理的棉秸稈纖維。
步驟二，纖維分級(jí)：將烘干后的棉秸稈纖維不進(jìn)行篩分分級(jí)；
步驟三，真空混拌：將95%wt的棉秸稈纖維與5%wt的粘結(jié)劑置于真空混拌機(jī)內(nèi)，抽真空浸潤(rùn)10分鐘，混和攪拌，保持真空度-0.1bar，靜置10分鐘；粘結(jié)劑由符合國(guó)標(biāo)的樹脂、偶聯(lián)劑、固化劑市售產(chǎn)品按需要混拌而成；
步驟四，真空輥煉：混拌完畢的物料進(jìn)入真空輥煉機(jī)內(nèi)反復(fù)輥壓5-20分鐘，真空輥煉機(jī)內(nèi)保持恒溫恒濕，溫度20-80℃，濕度20-35%，防止氣泡產(chǎn)生；
步驟五，模壓：將輥煉后的物料置入模壓機(jī)內(nèi)，先進(jìn)行熱預(yù)壓，壓力為1.0-2.5Mpa，溫度控制在80-100℃，時(shí)間3-9分鐘；然后再進(jìn)行熱壓，壓力5-9Mpa，溫度100-120℃，時(shí)間2-8分鐘；
步驟六，冷卻固化：熱壓完畢后，根據(jù)復(fù)合材料需要分成4-7個(gè)梯度段進(jìn)行等溫冷卻至室溫，得到用棉秸稈制備的高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1.05噸。
經(jīng)過(guò)性能測(cè)試，裂縫試驗(yàn)高于國(guó)標(biāo)要求，其裂縫寬度＜0.3mm，其裂縫長(zhǎng)度≤50mm；孔洞測(cè)試高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，孔洞長(zhǎng)度＜3mm，孔洞寬度＜0.5mm；彎曲強(qiáng)度達(dá)到40MPa，大幅度超普通中高密度纖維板彎曲強(qiáng)度的國(guó)標(biāo)要求22MPa。
實(shí)施例3 取棉秸稈1.5噸，按以下步驟實(shí)施：
步驟一，制備棉秸稈纖維：
(1)粉碎：將棉秸稈經(jīng)過(guò)皮芯分離并除去桃、葉、細(xì)枝后得到的芯料輸入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎得到粒徑5-15mm的芯料；
(2)篩分：將步驟(1)所得物料篩分出粒徑5-15mm的合格物料，同時(shí)除去粉塵；
(3)加熱潤(rùn)脹：調(diào)整水份含量至小于50%wt，加熱物料至溫度40-100℃，使其充分潤(rùn)脹；
(4)一次揉搓：機(jī)械揉搓使物料中的纖維束初步離解，初步帚化；
(5)轟爆處理：將揉搓堆浸過(guò)的物料置入密閉壓力容器內(nèi)，通入高壓蒸汽加溫加壓，保持1.0MPa-2.0MPa氣壓5-10分鐘，在60-75ms內(nèi)通過(guò)同時(shí)釋放蒸氣和物料泄壓至大氣壓，物料爆出；
(6)二次揉搓：機(jī)械揉搓，秸稈中的纖維束充分離解，通過(guò)加水、擠壓，將部分降解產(chǎn)物和灰分去除；
(7)水洗：通過(guò)水洗進(jìn)一步分離降解產(chǎn)物，洗出灰分；
(8)脫水：脫水，使水分降至20-30%wt；
(9)烘干：烘干，使棉秸稈纖維均質(zhì)蓬松，水分降至7-10%wt；
本實(shí)施例得到1.2噸未分離料經(jīng)過(guò)彈射氣體轟爆處理的棉秸稈纖維。
步驟二，纖維分級(jí)：將烘干后的棉秸稈纖維進(jìn)行篩分分級(jí)；
步驟三，真空混拌：將70%%wt的棉秸稈纖維與30%wt的粘結(jié)劑置于真空混拌機(jī)內(nèi)，抽真空浸潤(rùn)5-10分鐘，混和攪拌，保持真空度-0.1bar，靜置5-10分鐘；粘結(jié)劑由符合國(guó)標(biāo)的樹脂、偶聯(lián)劑、固化劑市售產(chǎn)品按需要混拌而成；
步驟四，真空輥煉：混拌完畢的物料進(jìn)入真空輥煉機(jī)內(nèi)反復(fù)輥壓5-20分鐘，真空輥煉機(jī)內(nèi)保持恒溫恒濕，溫度20-80℃，濕度20-35%，防止氣泡產(chǎn)生；
步驟五，模壓：將輥煉后的物料置入模壓機(jī)內(nèi)，先進(jìn)行熱預(yù)壓，壓力為1.0-2.5Mpa，溫度控制在80-100℃，時(shí)間3-9分鐘；然后再進(jìn)行熱壓，壓力5-9Mpa，溫度100-120℃，時(shí)間2-8分鐘；
步驟六，冷卻固化：熱壓完畢后，根據(jù)復(fù)合材料需要分成7-10個(gè)梯度段進(jìn)行等溫冷卻至室溫，得到用棉秸稈制備的高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1.56噸。
經(jīng)過(guò)性能測(cè)試，裂縫試驗(yàn)高于國(guó)標(biāo)要求，其裂縫寬度＜0.3mm，其裂縫長(zhǎng)度≤50mm；孔洞測(cè)試高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，孔洞長(zhǎng)度＜3mm，孔洞寬度＜0.5mm；彎曲強(qiáng)度達(dá)到31MPa，大幅度超普通中高密度纖維板彎曲強(qiáng)度的國(guó)標(biāo)要求22MPa。
實(shí)施例4 取棉秸稈3.0噸，按以下步驟實(shí)施：
步驟一，制備棉秸稈纖維：
(1)粉碎：取棉秸稈3.0噸，將其中的2.0噸經(jīng)過(guò)皮芯分離并除去桃、葉、細(xì)枝后得到的皮料和芯料分別輸入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎得到粒徑5-15mm的皮料0.7噸和芯料1.0噸；將其中的1.0噸不經(jīng)過(guò)皮芯分離直接輸入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎得到未分離料0.9噸，合格物料粒徑為5-15mm；
(2)篩分：將步驟(1)所得物料篩分出粒徑5-15mm的合格物料，同時(shí)除去粉塵；將尺寸大于15mm的不合格物料返回粉碎機(jī)繼續(xù)粉碎，將尺寸小于5mm的不合格物料廢棄；同時(shí)除去粉塵；
(3)加熱潤(rùn)脹：調(diào)整水份含量至小于50%wt，加熱物料至溫度40-100℃，使其充分潤(rùn)脹；
(4)一次揉搓：機(jī)械揉搓使物料中的纖維束初步離解，初步帚化；
(5)轟爆處理：將揉搓堆浸過(guò)的皮料、芯料和未分離料中的一種或多種混合物料置入密閉壓力容器內(nèi)，通入高壓蒸汽加溫加壓；
對(duì)于未分離料，保持1.0-2.5Mpa氣壓5-15分鐘，在60-75ms內(nèi)釋放物料和蒸氣泄壓至大氣壓；對(duì)于芯料，保持1.0MPa-2.0MPa氣壓5-10分鐘，在60-75ms內(nèi)釋放物料和蒸氣泄壓至大氣壓；對(duì)于皮料，保持1.5-2.5Mpa氣壓10-15分鐘；
對(duì)于未分離料和皮料的混合物料，保持1.2MPa-2.3MPa氣壓9-15分鐘，對(duì)于未分離料和芯料，保持1.5-2.5Mpa氣壓10-15分鐘，對(duì)于皮料、芯料和未分離料的三者混合物料，保持1.3MPa-1.9MPa氣壓8-13分鐘；在60-75ms內(nèi)釋放物料和蒸氣泄壓至大氣壓，物料爆出；
(6)二次揉搓：機(jī)械揉搓，秸稈中的纖維束充分離解，通過(guò)加水、擠壓，將部分降解產(chǎn)物和灰分去除；
(7)水洗：通過(guò)水洗進(jìn)一步分離降解產(chǎn)物，洗出灰分；
(8)脫水：脫水，使水分降至20-30%wt；
(9)烘干：烘干，使棉秸稈纖維均質(zhì)蓬松，水分降至7-10%wt；
得到一定數(shù)量的皮料、芯料和未分離料中的一種或多種混合后經(jīng)過(guò)彈射氣體轟爆處理的纖維材料。
步驟二，纖維分級(jí)：將烘干后的棉秸稈纖維進(jìn)行篩分分級(jí)；
步驟三，真空混拌：將70-95%wt的棉秸稈纖維與5-30%wt的粘結(jié)劑置于真空混拌機(jī)內(nèi)，抽真空浸潤(rùn)5-10分鐘，混和攪拌，保持真空度-0.1bar，靜置5-10分鐘；粘結(jié)劑由符合國(guó)標(biāo)的樹脂、偶聯(lián)劑、固化劑市售產(chǎn)品按需要混拌而成；
步驟四，真空輥煉：混拌完畢的物料進(jìn)入真空輥煉機(jī)內(nèi)反復(fù)輥壓5-20分鐘，真空輥煉機(jī)內(nèi)保持恒溫恒濕，溫度20-80℃，濕度20-35%，防止氣泡產(chǎn)生；
步驟五，模壓：將輥煉后的物料置入模壓機(jī)內(nèi)，先進(jìn)行熱預(yù)壓，壓力為1.0-2.5Mpa，溫度控制在80-100℃，時(shí)間3-9分鐘；然后再進(jìn)行熱壓，壓力5-9Mpa，溫度100-120℃，時(shí)間2-8分鐘；
步驟六，冷卻固化：熱壓完畢后，根據(jù)復(fù)合材料需要分成3-8個(gè)梯度段進(jìn)行等溫冷卻至室溫，得到用棉秸稈制備的高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1.56噸。
經(jīng)過(guò)性能測(cè)試，實(shí)施本實(shí)施例所得棉秸稈纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的裂縫試驗(yàn)高于國(guó)標(biāo)要求，其裂縫寬度＜0.5mm，其裂縫長(zhǎng)度≤100mm；孔洞測(cè)試高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，孔洞長(zhǎng)度＜5mm，孔洞寬度＜1mm；彎曲強(qiáng)度達(dá)到30-40MPa，大幅度超普通中高密度纖維板彎曲強(qiáng)度的國(guó)標(biāo)要求22MPa。
可以理解的是，以上實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，增加的這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。