專利名稱：一種天然植物纖維與聚乳酸界面調(diào)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于復(fù)合材料界面調(diào)控方法，屬于復(fù)合材料制造領(lǐng)域，具體是一種天然植物纖維與聚乳酸界面調(diào)控方法。
背景技術(shù)：
木纖維、竹纖維以及麻纖維等天然植物纖維具有長(zhǎng)徑比大、比強(qiáng)度高、比表面積大、密度低、價(jià)廉以及可再生性和可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，是與聚乳酸等可降解塑料復(fù)合制備可生物降解復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)原料。但是，天然植物纖維是由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及各種抽提物組成，它是一種不均勻的各向異性材料，界面特性復(fù)雜。其主要成分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等含有大量的極性羥基和酚羥基官能團(tuán)，使得其表面表現(xiàn)出很強(qiáng)的化學(xué)極性， 導(dǎo)致植物纖維聚乳酸等生物可降解塑料基材間界面相容性差，微觀上呈非均勻體系，兩相存在十分清晰的界面，粘結(jié)力差，使得應(yīng)力在界面不能有效地傳遞，所制備的可生物降解復(fù)合材料的物理力學(xué)性能顯著降低，從而影響復(fù)合材料的綜合性能。因此，在制備天然植物纖維增強(qiáng)聚乳酸可生物降解復(fù)合材料時(shí)需要對(duì)天然植物纖維與聚乳酸界面進(jìn)行調(diào)控，使親水的極性天然植物纖維表面與疏水的非極性聚乳酸界面之間具有良好的相容性，使天然植物纖維的表面層與聚乳酸表面層之間達(dá)到分子間的融合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種天然植物纖維與聚乳酸界面調(diào)控方法，改善天然植物纖維與聚乳酸界面相容性，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種天然植物纖維與聚乳酸界面調(diào)控方法，區(qū)別于其他調(diào)控方法的顯著特征為以六甲基二硅氧烷熱揮發(fā)氣體作為改性介質(zhì)，采用低溫等離子處理儀在常壓下對(duì)天然植物纖維表面進(jìn)行改性處理，在天然植物纖維表面沉積超薄硅一氧一碳化合物非極性層，改變天然植物纖維表面性能，從而達(dá)到調(diào)控天然植物纖維與聚乳酸界面相容性目的。具體方法如下
(1)將500ml的六甲基二硅氧烷倒入容積為三倍容積的圓底燒瓶中，將燒瓶口用帶有閥門、接有流量計(jì)的耐高溫軟管與低溫等離子體處理儀反應(yīng)室連接(處理前處于關(guān)閉狀態(tài))。(2)將裝有六甲基二硅氧烷的圓底燒瓶放置在水浴鍋上，并將水浴鍋溫度調(diào)定在 100°C。(3)稱取一定量的天然植物纖維放入低溫等離子體處理儀反應(yīng)室內(nèi)的載物臺(tái)。(4)開啟低溫等離子體處理儀的真空泵抽去反應(yīng)室內(nèi)的空氣，抽氣的同時(shí)打開耐高溫軟管上閥門，將氣態(tài)的六甲基二硅氧烷充入反應(yīng)室，調(diào)節(jié)流量計(jì)控制進(jìn)入反應(yīng)室氣態(tài)的六甲基二硅氧烷流量，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，保持反應(yīng)室內(nèi)一個(gè)大氣壓。(5)按下低溫等離子體處理儀射頻功率源開關(guān)，調(diào)節(jié)射頻功率，對(duì)天然植物纖維進(jìn)行等離子體處理，處理一定時(shí)間后關(guān)閉儀射頻功率源開關(guān)和耐高溫軟管上閥門，天然植物纖維取出后可直接用于制備可生物降解復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。有益效果利用本發(fā)明的方法處理的天然植物纖維表面會(huì)沉積一層超薄硅一氧一碳化合物非極性層，可以改善天然植物纖維與聚乳酸相容性，從而實(shí)現(xiàn)利用天然植物纖維與聚乳酸復(fù)合制備可生物降解復(fù)合材料的界面調(diào)控。
具體實(shí)施例方式下面舉實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例1
1、將500ml的六甲基二硅氧烷倒入容積為1500ml的圓底燒瓶中，將燒瓶口用帶有閥門、接有流量計(jì)的耐高溫軟管與低溫等離子體處理儀反應(yīng)室連接(處理前處于關(guān)閉狀態(tài))。2、將裝有六甲基二硅氧烷的圓底燒瓶放置在水浴鍋上，并將水浴鍋溫度調(diào)定在 100°C。3、稱取一定量的天然植物纖維放入低溫等離子體處理儀反應(yīng)室內(nèi)的載物臺(tái)。4、開啟低溫等離子體處理儀的真空泵抽去反應(yīng)室內(nèi)的空氣，抽氣的同時(shí)打開耐高溫軟管上閥門，將氣態(tài)的六甲基二硅氧烷充入反應(yīng)室，調(diào)節(jié)流量計(jì)控制進(jìn)入反應(yīng)室氣態(tài)的六甲基二硅氧烷流量，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，保持反應(yīng)室內(nèi)一個(gè)大氣壓。5、按下低溫等離子體處理儀射頻功率源開關(guān)，調(diào)節(jié)射頻功率為30W，對(duì)天然植物纖維進(jìn)行等離子體處理細(xì)in，天然植物纖維取出后可直接用于制備可生物降解復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。實(shí)施例1主要用于稻草和麥秸類表面含有釉質(zhì)層的天然植物纖維與聚乳酸界面調(diào)控。實(shí)施例2
1、將500ml的六甲基二硅氧烷倒入容積為1500ml的圓底燒瓶中，將燒瓶口用帶有閥門、接有流量計(jì)的耐高溫軟管與低溫等離子體處理儀反應(yīng)室連接(處理前處于關(guān)閉狀態(tài))。2、將裝有六甲基二硅氧烷的圓底燒瓶放置在水浴鍋上，并將水浴鍋溫度調(diào)定在 100°C。3、稱取一定量的天然植物纖維放入低溫等離子體處理儀反應(yīng)室內(nèi)的載物臺(tái)。4、開啟低溫等離子體處理儀的真空泵抽去反應(yīng)室內(nèi)的空氣，抽氣的同時(shí)打開耐高溫軟管上閥門，將氣態(tài)的六甲基二硅氧烷充入反應(yīng)室，調(diào)節(jié)流量計(jì)控制進(jìn)入反應(yīng)室氣態(tài)的六甲基二硅氧烷流量，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，保持反應(yīng)室內(nèi)一個(gè)大氣壓。5、按下低溫等離子體處理儀射頻功率源開關(guān)，調(diào)節(jié)射頻功率為20W，對(duì)天然植物纖維進(jìn)行等離子體處理:3min，天然植物纖維取出后可直接用于制備可生物降解復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。實(shí)施例2主要用于木纖維和竹纖維等表面不含有釉質(zhì)層的天然植物纖維與聚乳酸界面調(diào)控。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(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(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(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. 一種天然植物纖維與聚乳酸界面調(diào)控方法，以六甲基二硅氧烷熱揮發(fā)氣體作為氣體介質(zhì)，采用低溫等離子處理儀在常壓下對(duì)天然植物纖維進(jìn)行處理，其特征在于，具體操作方法如下(1)將500ml的六甲基二硅氧烷倒入容積為三倍容積的圓底燒瓶中，將燒瓶口用帶有閥門、接有流量計(jì)的耐高溫軟管與低溫等離子體處理儀反應(yīng)室連接；(2)將裝有六甲基二硅氧烷的圓底燒瓶放置在水浴鍋上，并將水浴鍋溫度調(diào)定在 IOO0C ；(3)稱取一定量的天然植物纖維放入低溫等離子體處理儀反應(yīng)室內(nèi)的載物臺(tái)；(4)開啟低溫等離子體處理儀的真空泵抽去反應(yīng)室內(nèi)的空氣，抽氣的同時(shí)打開耐高溫軟管上閥門，將氣態(tài)的六甲基二硅氧烷充入反應(yīng)室，調(diào)節(jié)流量計(jì)控制進(jìn)入反應(yīng)室氣態(tài)的六甲基二硅氧烷流量，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，保持反應(yīng)室內(nèi)一個(gè)大氣壓；(5)按下低溫等離子體處理儀射頻功率源開關(guān)，調(diào)節(jié)射頻功率，對(duì)天然植物纖維進(jìn)行等離子體處理，處理一定時(shí)間后關(guān)閉儀射頻功率源開關(guān)和耐高溫軟管上閥門，天然植物纖維取出可直接用于制備可生物降解復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。
全文摘要
一種天然植物纖維與聚乳酸界面調(diào)控方法，以六甲基二硅氧烷熱揮發(fā)氣體作為氣體介質(zhì)，采用低溫等離子處理儀在常壓下對(duì)天然植物纖維進(jìn)行處理，在天然植物纖維表面沉積超薄硅—氧—碳化合物非極性層，改變天然植物纖維表面性能，從而達(dá)到調(diào)控天然植物纖維與聚乳酸界面相容性目的。本發(fā)明擺脫了組成相存在十分清晰的界面，粘結(jié)力差的缺陷，使得應(yīng)力在界面能有效地傳遞，可以改善天然植物纖維與聚乳酸相容性，從而提高復(fù)合材料的綜合性能。
文檔編號(hào)C08J3/28GK102241827SQ20111012399
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月14日
發(fā)明者凌啟飛, 吳義強(qiáng), 李新功, 李輝, 鄭霞, 陳衛(wèi)民 申請(qǐng)人:中南林業(yè)科技大學(xué)