一种以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

近些年来木塑复合材料逐渐兴起，不仅因为它节省了大量的资源，而且也不用开采新的资源。木塑复合材料是一种由木质纤维或植物纤维填充改性热塑性材料再经工艺挤出压制或注射成型代替木材或塑料的新型复合材料。但木质纤维材料是一种各向异性天然高分子材料，由纤维素、半纤维素、木素及抽提物组成，大量的羟基和酚羟基等极性官能团存在于纤维表面，使之具有很强的亲水性和化学极性。

提高秸秆粉与塑料基体的相容性，解决好两相界面粘合作用是木塑复合材料研究的重中之重，也是提高木塑复合材料性能的关键技术问题，这也成为许多科技工作者的研究热点。

塑料是由弱极性或非极性高分子形成的低表面能体系，而木质纤维材料是由天然高分子化合物及抽提物等组成的高表面能体形结构，两相材料混合时，表面看起来是均匀的混合物，但实际上它们的界面粘结十分薄弱，在高倍显微镜下可发现两相存在很清晰的界面。因此，对木质纤维进行改性，提高其与塑料基体的界面粘合作用是很有必要的。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料及其制备方法，来解决秸秆粉与塑料基体的相容性差、混合不均匀的缺点。本发明采用的技术手段如下：

一种以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料，包括重量份数如下的各组分： 25-35份秸秆粉、4-6份EVA、2-4份润滑剂、0.08-0.1份抗氧剂和55-65份LDPE。

优选地，所述EVA中VA含量为12％、25％或40％。

优选地，所述润滑剂为油酸酰胺或芥酸酰胺。

优选地，所述抗氧剂为1010。

优选地，所述秸秆粉为麦秸秆粉或稻秸秆粉，所述秸秆粉的细度为700目～ 800目。

一种基于上述任意一项所述的以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份数称取25-35份秸秆粉、4-6份EVA、2-4份润滑剂、0.08-0.1 份抗氧剂和55-65份LDPE；

S2、将步骤S1中称取的秸秆粉与EVA加热混合得到改性秸秆粉；

S3、将所得改性秸秆粉与步骤S1中称取的LDPE、润滑剂和抗氧剂加热混合，加热温度为110-120℃，得到混合物料；

S4、将所得混合物料挤出，拉丝，造粒，制得木塑复合材料。

与现有技术比较，本发明所述的一种以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料及其制备方法，使用秸秆作为原料，生产成本低且绿色环保，是一种环境友好型材料；采用EVA改性秸秆粉，降低了秸秆粉的极性与吸水性，提高了秸秆粉在 PE中的相容性，使得秸秆粉分散得更加均匀，从而提升了材料整体性能。

具体实施方式

一种以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料，包括重量份数如下的各组分： 25-35份秸秆粉、4-6份EVA、2-4份润滑剂、0.08-0.1份抗氧剂和55-65份LDPE。

进一步地，EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)中VA(乙酸乙烯酯)含量为12％、 25％或40％；润滑剂为油酸酰胺或芥酸酰胺；抗氧剂为1010，其化学名称为四[β -(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；秸秆粉为麦秸秆粉或稻秸秆粉，秸秆粉的细度为700目～800目；LDPE(低密度聚乙烯)可选用吹膜级。

一种基于上述以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份数称取25-35份干燥后的秸秆粉、4-6份EVA、2-4份润滑剂、0.08-0.1份抗氧剂和55-65份LDPE；

S2、将步骤S1中称取的秸秆粉与EVA加热混合得到改性秸秆粉；

S3、将所得改性秸秆粉与步骤S1中称取的LDPE、润滑剂和抗氧剂在高速混合机中加热混合，加热温度为110-120℃，得到混合物料；

S4、将所得混合物料用双螺杆挤出机挤出，拉丝，造粒，制得以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料。

进一步地，步骤S4中，双螺杆挤出机的螺杆直径为75mm，长径比45:1，挤出机温度依次设定为：一区110℃，二区115℃，三区120℃，四区125℃，五区130℃，六区135℃，七区140℃，八区145℃，九区150℃，十区155℃，机头温度为160℃。

以下通过不同实施例，说明生产的以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料的性能。其中，拉伸强度越大，说明材料硬度越高、韧性越差；断裂伸长率越大表示材料柔软性能和弹性越好；冲击强度越大，说明材料韧性越好；熔融指数越大，说明材料的加工流动性越佳。

实施例1：

将麦秸秆粉粉碎至700-800目，在110℃下烘干至含水率达到2％左右备用；按照重量份数称取30份烘干后的麦秸秆粉，5份EVA(其中VA含量为12％)，2 份油酸酰胺，0.08份1010和60份LDPE；将称取的麦秸秆粉加入高速混合机，升温到70℃，加入称取的EVA继续混合并升温至110℃，之后加入称取的油酸酰胺继续高混升温至120℃，之后加入称取的1010高混10分钟，最后加入称取的LDPE高混10分钟，放料；将得到的混合料用双螺杆挤出机挤出，拉丝，放料，制得以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料。

其中，双螺杆挤出机的螺杆直径为75mm，长径比45:1，挤出机温度依次设定为：一区110℃，二区115℃，三区120℃，四区125℃，五区130℃，六区 135℃，七区140℃，八区145℃，九区150℃，十区155℃，机头温度为160℃。

将所得以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料按照相应标准进行性能检测，结果如表1。

实施例2：

将麦秸秆粉粉碎至700-800目，在110℃下烘干至含水率达到2％左右备用；按照重量份数称取30份烘干后的麦秸秆粉，5份EVA(其中VA含量为25％)，2 份油酸酰胺，0.08份1010和60份LDPE；其余步骤与实施例1中相同。

将所得以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料按照相应标准进行性能检测，结果如表1。

实施例3：

将麦秸秆粉粉碎至700-800目，在110℃下烘干至含水率达到2％左右备用；按照重量份数称取30份烘干后的麦秸秆粉，5份EVA(其中VA含量为40％)，2 份油酸酰胺，0.08份1010和60份LDPE；其余步骤与实施例1中相同。

将所得以EVA改性秸秆/LDPE木塑复合材料按照相应标准进行性能检测，结果如表1。

表1

由表1可得，随着EVA中VA含量的升高，所制得的以EVA改性秸秆/LDPE 木塑复合材料的韧性越好，强度越高。

本发明提供了一种用乙烯醋酸乙烯酯共聚物EVA改性秸秆粉以及用改性后的秸秆粉与LDPE制得复合材料的方法。在用EVA改性秸秆粉后，EVA中的羧基与秸秆粉表面的酚羟基结合，降低了秸秆粉的极性与吸水性，提高了秸秆粉在 LDPE中的相容性，秸秆粉分散得更加均匀，从而使得材料整体性能上升。选用吹膜级LDPE制得的复合材料因生物质基细度极高可用作制备薄膜，替代市场上原有的难以降解的塑料薄膜，整体工艺简单且环保。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。