[发明专利]纳米粒子改性竹粉的方法和应用

说明书

本发明涉及竹粉加工技术领域，具体提供一种纳米粒子改性竹粉的方法和应用。所述纳米粒子改性竹粉的方法至少包括以下步骤：将纳米粒子与液体增塑剂进行超声分散处理，获得纳米粒子分散液；将竹粉与所述纳米粒子分散液置于密闭容器中，在温度为100～200℃、压力为1～6MPa的条件下混料处理，获得纳米粒子改性竹粉。本发明的方法可以破坏竹粉结构，增加竹粉的可塑性，进而提高竹粉的加工流动性，将其与塑料加工成竹塑复合材料时，复合材料界面均一性好、无明显断层，表现出良好的力学性能。此外，本改性方法工艺简单可行，适合大规模生产。由此方法获得的改性竹粉可以作为竹塑复合材料的主要成分之一。

技术领域

本发明属于竹粉加工技术领域，具体涉及一种纳米粒子改性竹粉的方法和应用。

背景技术

我国是世界上竹资源最为丰富的国家，竹类资源的开发利用，不仅对缓解我国木材供需矛盾，而且对进一步促进林业产业化的形成、拉动贫困地区经济增长具有深远的现实意义。

竹子为多年生禾本科竹亚科植物，具有生长周期短、产量大等特点，其茎为木质，主要成分为竹纤维。竹纤维硬度大、强度高、韧性好，有望成为一种理想的纤维增强材料。其与树脂等高分子材料经过热压复合、熔融挤出等可以获得许多新的复合材料，这些新的复合材料同时具有竹纤维和高分子材料的诸多优点，如各向同性、耐水、耐虫蛀、抗腐蚀，而且可以实现回收利用，有利于保护环境，因而可以在建筑、家具、交通、包装、公共设施等方面具有广阔的发展前景。

但是目前竹粉与塑料的复合仍然存在着许多技术方面的难题。如竹粉中存在大量极性基团，如羟基(-OH)基团等，使得竹粉大分子链之间及其内部有强烈的氢键作用，加之单根纤维在物理结构上的各向异性共同导致了单根纤维整体结构上的不对称。单根纤维具有较强的表面化学极性，使纤维具有极强的吸水性，而热塑性塑料大多数为非极性材料，具有疏水性，当竹粉与塑料混合时，两种不同极性间的界面润湿性和粘合性极差。单纯的通过添加相容剂，可以使得官能团之间发生反应，降低竹粉表面的羟基数量，提高竹粉与树脂的界面粘结性，但是仅改变竹粉表面的性质，其内部化学性质尚未改变。另外，竹塑复合材料中竹粉添加量增多时，复合材料的加工流动性变差，力学性能随之降低，不能达到注塑成型的要求，也无法用于制造结构复杂的制品。

发明内容

针对目前竹塑复合材料中竹粉与树脂相容性差、竹粉添加量多易导致力学性能降低、熔融性能差等问题，本发明提供一种纳米粒子改性竹粉的方法。

以及，由上述纳米粒子改性竹粉的方法获得的改性竹粉及其应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纳米粒子改性竹粉的方法，至少包括以下步骤：

步骤S01.将纳米粒子与液体增塑剂进行超声分散处理，获得纳米粒子分散液；

步骤S02.将竹粉与所述纳米粒子分散液置于密闭容器中，在温度为100～200℃、压力为1～6MPa的条件下混料处理，获得纳米粒子改性竹粉。

相应地，一种改性竹粉，所改性竹粉采用如上所述的纳米粒子改性竹粉的方法处理得到。

以及，一种竹塑复合材料，所述竹塑复合材料采用以下重量份计的原料组分经挤出加工得到：

其中，所述改性竹粉为如上所述的改性竹粉。

本发明竹粉的改性方法的有益效果在于：