[发明专利]制备改性微米棒的方法及含有改性微米棒的增强塑料

说明书

本发明提供一种制备改性微米棒的方法，包括操作：将秸秆与有机酸或者酸酐混合，在无溶剂条件下球磨0.5～5h；所述有机酸选自酒石酸、柠檬酸、对甲苯磺酸、己二酸、硬脂酸；所述酸酐为马来酸酐。本发明还提出所述方法制得的改性微米棒，及含有所述的改性微米棒的增强塑料。本发明提出以一步球磨法直接由秸秆制备改性纤维棒，并提出以这种改性玉米芯纤维素纳米纤维应用于提高塑料的力学性能。本发明方法一方面高效环保，无溶剂、一步完成；另一方面直接以无任何提纯的秸秆为原料，制备得到结构均一的改性微米棒，大大提高了秸秆的利用率，从工业化角度也具有很大利用价值。将得到的改性微米棒用于塑料的增韧，使塑料的强度有很大改善。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种以秸秆为原料制备改性微米棒的方法，及该方法获得的产物、应用该产物制备的增强塑料。

背景技术

现行的秸秆回收利用的主要的途径有秸秆肥料、秸秆能源化利用、生产饲料和制备纤维板，在我国每年有超过30wt％的农作物秸秆被就地焚烧，焚烧秸秆所产生的黑烟，不仅对人体健康造成危害，而且进一步加剧了全球的温室效应。

秸秆纤维是将秸秆材料通过化学方法和物理机械处理的方法，得到稳定和细化后的纤维素纤维，一般来说，秸秆纤维的表面处理要采用两种方法：物理方法与化学方法。物理方法包括表面原纤化处理以及放电处理。化学方法有碱化处理、酯化处理、接枝改性、浸渍处理、涂层处理等。但现有技术公开的制备改性秸秆纤维的方法比较局限于化学法，现阶段研究尤其集中于制备马来酸酐改性纤维素领域，采用的方法属于化学法，在制备过程中会要求加热以及有机溶剂的使用，制备过程中会使用到酸碱或有机溶剂等，且会部分去除木质素和半纤维素，导致秸秆的利用率不高。作为增强体的秸秆纤维的制备及其表面处理技术已无法满足需求，要研制出综合性能稳定可靠的秸秆纤维增强体秆纤维复合材料那就必须更新工艺，更好的处理秸秆纤维。

以聚烯烃为主的热塑性塑料存在降解性能差，再生利用率低等问题。秸秆经过改性，用以提高塑料的力学性能，是既可减少固废排放、又提高了塑料材料性能的高价值技术。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的第一个目的在于提供一种制备改性微米棒的方法，采用球磨改性法秸秆，不需预处理，方法简单，一步改性，得到的纤维素形貌均一。

本发明的第二个目的是提出所述方法制得的改性微米棒。

本发明的第三个目的是提出含有所述的改性微米棒的增强塑料。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种由秸秆制备改性微米棒的方法，包括操作：

将秸秆与有机酸或者酸酐混合，在无溶剂条件下球磨0.5～5h；

所述有机酸为酒石酸、柠檬酸、对甲苯磺酸、己二酸、硬脂酸中的一种或多种；所述酸酐为马来酸酐。

本发明的方法，使用了有机酸或酸酐与秸秆在无溶剂的条件下共球磨，使秸秆中的木质素和半纤维素部分脱除，减少了木质素和半纤维素对纤维素的包覆作用。

以下进一步提出本发明的优选技术方案。

其中，所述秸秆为玉米秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、芦苇秸秆中的一种或多种，优选地，所述秸秆为0.1～1mm大小的颗粒。

其中，将所述秸秆与有机酸或者酸酐以质量比为1:(2～4)混合，加入到球磨罐中。

其中，所述球磨的速度为200～500转/min。

更优选地，将秸秆与有机酸或酸酐以质量比为1:3加入球磨罐中，球磨1～3h。

进一步优选地，将秸秆与有机酸或酸酐以质量比为1:3加入球磨罐中，球磨2h。

本发明所述的方法制得的改性微米棒。