本發(fā)明屬于pp生物塑料領(lǐng)域,涉及利用秸稈粉填充pp,從而獲得一種秸稈粉填充pp復(fù)合材料。
背景技術(shù):
我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),在我國(guó)北方,農(nóng)民每年大量焚燒秸稈,造成嚴(yán)重環(huán)境問題和資源的巨大浪費(fèi)。秸稈焚燒容易引起火災(zāi),給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成傷害和損失。而開發(fā)秸稈為原料的再生材料技術(shù),對(duì)秸稈進(jìn)行再利用是解決這個(gè)問題的有效途徑之一,也可以增加農(nóng)民收入。
農(nóng)作物秸稈利用的途徑有很多,可做粉碎還田、生物燃料、種植蘑菇、制漿造紙、動(dòng)物飼料等。也可以制作成可降解的生物材料,用秸稈粉填充聚丙烯,不僅可以提高聚丙烯的力學(xué)性能,還可以降低成本。
關(guān)于秸稈粉再利用的專利,一般采用錐形雙擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒,并不能采用常用的平行雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒,采用平行雙螺桿擠出機(jī)會(huì)出現(xiàn)秸稈粉不易下料,堵住擠出機(jī)加料口的現(xiàn)象。
本發(fā)明秸稈粉填充聚丙烯,采用平行雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒,通過預(yù)處理干燥秸稈粉,以及加助劑液體石蠟,基本改善出現(xiàn)秸稈粉不易下料,堵住擠出機(jī)加料口的現(xiàn)象。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是通過改變秸稈粉種類進(jìn)行填充pp,從而提供一種秸稈粉填充聚丙烯的制備方法。
一種秸稈粉填充聚丙烯,由下述組分按重量份制成:
65-75份聚丙烯、3-6份液體石蠟、25-35份秸稈粉、2-3份相容劑、偶聯(lián)劑0-3份;作為優(yōu)選,液體石蠟粘度為30-40mm2/s;粘度過小,不易粘附秸稈粉;粘度太大,不易流動(dòng),會(huì)造成粘附不均勻。
所述的秸稈粉粒徑不小于80目,秸稈粉預(yù)處理,80攝氏度烘干4個(gè)小時(shí)。此時(shí)秸稈粉填充聚丙烯性能優(yōu)良。
所述的秸稈粉含水率不大于4%,含水率太高,容易造成秸稈粉填充聚丙烯的拉條過程中容易出現(xiàn)斷條現(xiàn)象;所述的相容劑選自馬來酸酐接枝聚丙烯。
一種秸稈粉填充聚丙烯的制備方法,由以下步驟組成:
(1)稱取65-75份聚丙烯、3-6份液體石蠟,加入高混機(jī),高混1-2min;
(2)秸稈粉預(yù)處理,80攝氏度烘干4個(gè)小時(shí)。稱取25-35份秸稈粉,加入步驟(1)所述的高混機(jī)中,高混2-3min;繼續(xù)加入2-3份相容劑、偶聯(lián)劑0-3份,高混2-3min,取出備用;
(3)將混合完畢的物料加入雙螺桿擠出機(jī),擠出機(jī)機(jī)身8段溫區(qū)溫度依次為175℃、180℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃,機(jī)頭溫度190℃。螺桿轉(zhuǎn)速為250~290r/min,主喂料頻率為7~9,側(cè)喂料頻率0的工藝條件下進(jìn)行擠出造粒,制備本發(fā)明所述的秸稈粉填充pp復(fù)合材料。
步驟(1)可以讓聚丙烯粒子表面粘滿液體石蠟;步驟(2)可以將秸稈粉粘附在聚丙烯粒子表面,連接聚丙烯和秸稈粉的“膠黏劑”正是液體石蠟。
現(xiàn)有技術(shù)將聚丙烯和秸稈粉一起加入擠出機(jī),會(huì)造成聚丙烯容易下料,秸稈粉不易下料的現(xiàn)象,堵住擠出機(jī)喂料口。
而通過步驟(1)和(2)所獲得的粘滿秸稈粉的聚丙烯料粒,可以很順暢地加到擠出機(jī),不會(huì)出現(xiàn)秸稈粉不易下料的現(xiàn)象,更不會(huì)堵住擠出機(jī)的喂料口。
本發(fā)明所述的秸稈粉填充聚丙烯的制備方法,具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)對(duì)擠出機(jī)沒有特殊要求,不需要錐雙擠出機(jī),可以采用普通平行雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒;
(2)通過液體石蠟的“膠黏”作用,解決了秸稈粉不易下料,甚至堵住擠出機(jī)加料口的現(xiàn)象。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例中所用的原材料,除特殊說明外,實(shí)施例中各組分都為重量份。
實(shí)施例1
(1)稱取75份聚丙烯、5份液體石蠟,加入高混機(jī),高混2min;
(2)秸稈粉預(yù)處理,80攝氏度烘干4個(gè)小時(shí)。稱取秸稈粉25份,加入步驟(1)所述的高混機(jī)中,高混3min;繼續(xù)加入3份相容劑、偶聯(lián)劑2份,高混3min,取出備用;
(3)將混合完畢的物料加入雙螺桿擠出機(jī),擠出機(jī)機(jī)身8段溫區(qū)溫度依次為175℃、180℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃,機(jī)頭溫度190℃。螺桿轉(zhuǎn)速為250~290r/min,主喂料頻率為7~9,側(cè)喂料頻率0的工藝條件下進(jìn)行擠出造粒,制備本發(fā)明所述的秸稈粉填充pp復(fù)合材料。
檢測(cè)結(jié)果如下:
簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)【iso179-1:2010】:26;
簡(jiǎn)支梁無缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)【iso179-1:2010】:3.7;
懸臂梁無缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)【iso180:2010】:29.5;
拉伸強(qiáng)度mpa【iso527-2:2012】:33.7;
彎曲強(qiáng)度mpa【iso178:2010】:43.5;
彎曲模量mpa【iso178:2010】:1512。
實(shí)施例2
(1)稱取70份聚丙烯、5份液體石蠟,加入高混機(jī),高混2min;
(2)秸稈粉預(yù)處理,80攝氏度烘干4個(gè)小時(shí)。稱取30份秸稈粉,加入步驟(1)所述的高混機(jī)中,高混3min;繼續(xù)加入3份相容劑、偶聯(lián)劑2份,高混3min,取出備用;
(3)將混合完畢的物料加入雙螺桿擠出機(jī),擠出機(jī)機(jī)身8段溫區(qū)溫度依次為175℃、180℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃,機(jī)頭溫度190℃。螺桿轉(zhuǎn)速為250~290r/min,主喂料頻率為7~9,側(cè)喂料頻率0的工藝條件下進(jìn)行擠出造粒,制備本發(fā)明所述的秸稈粉填充pp復(fù)合材料。
檢測(cè)結(jié)果如下:
簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)【iso179-1:2010】:17.8;
簡(jiǎn)支梁無缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)【iso179-1:2010】:2.6;
懸臂梁無缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)【iso180:2010】:25.8;
拉伸強(qiáng)度mpa【iso527-2:2012】:30.4;
彎曲強(qiáng)度mpa【iso178:2010】:50.7;
彎曲模量mpa【iso178:2010】:1643。
實(shí)施例3
(1)稱取65份聚丙烯、5份液體石蠟,加入高混機(jī),高混2min;
(2)秸稈粉預(yù)處理,80攝氏度烘干4個(gè)小時(shí)。稱取秸稈粉35份,加入步驟(1)所述的高混機(jī)中,高混3min;繼續(xù)加入3份相容劑、偶聯(lián)劑2份,高混3min,取出備用;
(3)將混合完畢的物料加入雙螺桿擠出機(jī),擠出機(jī)機(jī)身8段溫區(qū)溫度依次為175℃、180℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃,機(jī)頭溫度190℃。螺桿轉(zhuǎn)速為250~290r/min,主喂料頻率為7~9,側(cè)喂料頻率0的工藝條件下進(jìn)行擠出造粒,制備本發(fā)明所述的秸稈粉填充pp復(fù)合材料。
檢測(cè)結(jié)果如下:
簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)【iso179-1:2010】:14.5;
簡(jiǎn)支梁無缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)【iso179-1:2010】:2.3;
懸臂梁無缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)【iso180:2010】:15.8;
拉伸強(qiáng)度mpa【iso527-2:2012】:28.2;
彎曲強(qiáng)度mpa【iso178:2010】:54.5;
彎曲模量mpa【iso178:2010】:1895。