塑木復(fù)合材料的制備最早是木粉與熱固性樹脂酚醛樹脂復(fù)合制備而成的。后來到七八十年代，運(yùn)用木粉與聚丙烯相混制成塑木復(fù)合材料憑借其價廉、質(zhì)輕強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于福特車的內(nèi)襯，從而塑木復(fù)合材料得到快速的利用和發(fā)展。許多研究者都嘗試運(yùn)用各種植物纖維如竹材、麥秸、黃麻甚至椰殼等與熱塑性樹脂復(fù)合，并改善其復(fù)合材料的性能。
但是由于塑料的疏水性和植物纖維的親水性之間存在顯著差異，由此產(chǎn)生的界面不相容問題已經(jīng)很嚴(yán)重地影響到了原材料的均勻結(jié)合，并對制品的力學(xué)強(qiáng)度、耐久性等產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。因此，解決植物纖維與塑料間的界面相容問題一直是塑木復(fù)合材料生產(chǎn)制造領(lǐng)域所關(guān)注的核心熱點(diǎn)。生物質(zhì)炭是生物質(zhì)材料在缺氧環(huán)境中經(jīng)熱裂解、炭化后產(chǎn)生的一類高度芳香化、難溶性的固體物質(zhì)。近年來，生物質(zhì)炭因其優(yōu)良的吸附性而被作為土壤改良劑和化料緩釋載體，目前在農(nóng)業(yè)上已經(jīng)有一定的應(yīng)用。而生物質(zhì)炭同時還具有優(yōu)異的剛性強(qiáng)度和較強(qiáng)的表面活性，這顯示出生物質(zhì)炭在增強(qiáng)聚合物制備復(fù)合材料方面的潛能。利用價格低廉的生物質(zhì)炭原料制造成本合理、性能獨(dú)特的新型復(fù)合材料具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景，同時也為生物質(zhì)炭的利用提供了新方向。
針對上述存在的問題，有專利提供一種竹炭纖維?聚乙烯復(fù)合地板制備工藝，本發(fā)明通過在外加磁場的條件下一步混煉就可以使超微竹炭離子在高密度聚乙烯相中的選擇性分布，形成超微竹炭粒子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，發(fā)揮超微竹炭高強(qiáng)度和高模量的增強(qiáng)作用，并且超微竹炭顆粒可發(fā)生協(xié)同增強(qiáng)作用，進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱特性。竹炭纖維?聚乙烯復(fù)合地板制備工藝，包括以下步驟：步驟一：將超微竹炭、高密度聚乙烯、助混劑送入高混機(jī)中混合，得到混合物；步驟二：將所述混合物送入螺桿擠出機(jī)，在外加恒定磁場的條件下進(jìn)行熔融擠出，步驟三：將所述復(fù)合材料送入注塑機(jī)中熔融，然后在模具內(nèi)冷卻定型，得到復(fù)地板；其中，助混劑為包含有具有磁響應(yīng)的金屬離子的偶聯(lián)劑。為了提高超微竹炭與高密度聚乙烯的界面相容性，采用具有磁響應(yīng)的偶聯(lián)劑復(fù)合外加恒定磁場的技術(shù)手段。采用上述技術(shù)方案的原理包括：在外加恒定磁場的條件下，超微竹炭內(nèi)的碳原子鍵連成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在磁場作用下產(chǎn)生感應(yīng)磁矩，并且感應(yīng)磁矩在外磁場的作用下旋轉(zhuǎn)最終導(dǎo)致超微竹炭的炭層沿垂直于磁場的方向取向；同樣地，高密度聚乙烯是非極性材料，在熔融狀態(tài)下受到磁場的作用而產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極矩，從而使球晶沿磁場方向被拉長，趨于定向結(jié)晶，在外磁場牽引下，結(jié)晶區(qū)前沿形成“須狀”附加結(jié)晶區(qū)，并且使輻射狀片晶由扭曲生長變?yōu)樯熘鄙L；最后，金屬離子偶聯(lián)劑在磁場作用下以磁化率最大的晶體軸平行方向排列。這樣當(dāng)超微竹炭、金屬離子偶聯(lián)劑、高密度聚乙烯進(jìn)行熔融混合時，在磁場作用下，定向分布的超微竹炭更易進(jìn)入同樣定向結(jié)晶的高密度聚乙烯中，使得高密度聚乙烯與超微竹炭之間的空隙減小，并且在金屬離子偶聯(lián)劑的串聯(lián)下加強(qiáng)了高密度聚乙烯與超微竹炭之間的界面結(jié)合力，起到“縫合”交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的作用，最終使得高密度聚乙烯對超微竹炭具有較好的包覆效果，大大提升了復(fù)合材料的力學(xué)性能。
發(fā)布日期：2023-06-05 瀏覽次數(shù)：1436 
