[发明专利]一种生物质表面改性方法

说明书

本发明提供了一种生物质表面改性方法，属于表面改性方法技术领域。本发明方法的步骤一、对生物质微粉进行清洗；步骤二、对生物质微粉进行表面处理；步骤三、通过双阶挤出机组进行共混挤出，得到生物质/PE树脂颗粒供检测和应用。本发明独特的生物质微粉表面处理方法，能够在温和的条件下对生物质的亲水性表面进行疏水改性和活化；能够在生物质的表面上形成端基活化的脂肪链，可参与表面活性剂在生物质表面上的紧密排列，从而能避免润滑剂对改性效果的屏蔽；应用于生物基树脂，可以较大幅度的提高树脂产品的力学性能，减少产品的内部缺陷，同时可以减少加工助剂的使用量，避免造成助剂的迁移和污染。

技术领域

本发明涉及一种生物质表面改性方法，属于表面改性方法技术领域。

背景技术

生物基树脂和生物基复合材料是以农业副产物等非粮食作物的粉体(秸秆粉、稻壳粉、芦苇粉、木粉、竹粉)作为填充材料，以通用树脂(聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂等)为基体材料的一种性能稳定，具有一定的可降解能力和降解调控能力，工艺性能高，成型容易，价格低廉，应用广泛的新型环保材料。生物基复合材料和生物基树脂是近年来发展最迅速的生物基环保树脂品种，在石油资源减量使用，生物质资源高效利用，秸秆资源综合利用等方面具有重要的意义，其产品具有广阔的市场前景和良好的经济及社会价值。

生物质微粉作为一种廉价的，可再生的树脂填充材料在成本和来源方面具有显著的优势。然而生物质的表面上含有大量的羟基、羧基、酯键、羰基、氨基等极性基团，其成分中含有磷脂、蛋白质、油脂、无机盐等复杂的组分，总体上呈现强烈的亲水特征。而通用树脂的分子链极性低，甚至完全不含有极性基团，分子链的反应性差，表面呈疏水特性。迥异的表面特征导致生物质与树脂基体之间的界面亲和性很差，在加工过程中不易实现良好的润湿和分散，易于在界面处形成较多的缺陷，从而严重影响了生物基树脂及生物基复合材料的综合性能，制约了这种新型环保材料在生产和生活中的广泛应用。

对生物质原料进行表面处理是解决上述方法的途径之一，通常的方法是在生物质与树脂的熔融挤出过程中，借助螺杆挤出机提供的压力、温度和剪切力，在熔融挤出的过程中通过化学反应建立生物质与树脂之间的化学键合，比如在挤出过程中向物料中加入马来酸酐及其衍生物，环氧树脂，二异氰酸酯等物质。但螺杆挤出机并非专门为化学反应而设计的加工设备，其气密性差，状态不稳定，反应挤出工艺的加工效果并不理想，而且操作环境十分恶劣，设备的腐蚀和损耗也非常突出。因此，这一方法在工艺性方面存在众多的不足。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种生物质表面改性方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一种生物质表面改性方法，

步骤一

①将100份1200目的芦苇微粉置入反应容器，按照浴比1：4向反应容器中加入400份丙酮，关闭反应容器使体系密封，加热至60℃，以500转/min的速度搅拌分散30min，静置使生物质微粉沉降，使用压板将沉降的固体物轻微压实，抽出压板上方的澄清液；回收澄清液，蒸馏回收丙酮溶剂，剩余的浊溶液过滤后，集中蒸馏回收溶剂；②抬起压板，向反应容器中再次加入400份预热至50℃的丙酮作为分散介质，以500转/min的速度搅拌分散15min，静置使生物质粉沉降，使用压板将沉降的固体物轻微压实，抽出压板上方的澄清液；③重复②的操作3次后，按照同样的方法以正戊烷/环己烷＝3/1的混和溶剂作为分散介质进行溶剂置换，完成工艺的清洗步骤。

步骤二