油菜秸稈裝飾材料的制備及特性研究.pdf

1、近年來，隨著人民生活水平的提高，工程建筑、裝飾裝修蓬勃發(fā)展，同時對建筑材料提出了適用經濟、美觀環(huán)保的要求。傳統(tǒng)木材盡管社會需求量仍然很大，但是由于森林資源的日益匾乏，以及木材自身存在的缺點，使用上受到很大的限制。而利用油菜秸稈等植物秸稈類生物質原料代替木材與塑料復合制備新型生物質塑料復合裝飾材料，可充分利用廢棄生物質資源，避免焚燒時所造成的環(huán)境污染，近年來越來越受到人們的重視。本實驗研究證明：將油菜秸稈粉進行一定的物理、化學改性處理之后

2、，可以明顯改善油菜秸稈粉和塑料的相容性，提高復合材料的力學性能和加工性能，可為湖北省油菜作物的綜合利用，提高油菜產后附加值、增加農民收入，提供一條可靠的途徑。 本課題在綜述木材一塑料復合材料(WPC)國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的基礎上，提出研究開發(fā)油菜秸稈-PVC復合裝飾材料，并針對油菜秸稈-PVC復合裝飾材料中存在的問題，提出了用堿化氨化法和偶聯(lián)劑法聯(lián)合改善油菜秸稈粉與PVC相容性的新思路：以油菜秸稈粉為主要原料，采用堿化氨化法

3、對油菜秸稈纖維預處理后再用偶聯(lián)劑進行疏水化改性，輔以增塑、交聯(lián)、增強反應，通過模壓或擠出工藝制備油菜秸稈裝飾材料。 本研究的主要內容和結論如下： 1．油菜秸稈的熱分解分為4個階段：第一個階段從50℃到100℃是物料中的游離水分蒸發(fā)階段；第二個階段是從100℃到230℃，油菜秸稈發(fā)生緩慢解聚；第三個階段是從230℃到710℃，是纖維素和半纖維素還有木質素的熱分解階段；最后一個階段是從710℃到900℃，為剩余木質素的熱分解

4、和碳化階段。在熱解的主要溫度區(qū)間230～380℃，不同加熱速率下其活化能分別為44.5KJ/mol、53.7 KJ/mol、57.5KJ/mol。 2．在105℃下干燥2h可有效去除油菜秸稈水分，其失重率控制在0.5％以內。干燥后油菜秸稈粉的回吸試驗表明：80目油菜秸稈粉的回潮率最大，48h后可達19.96％，因此油菜秸稈粉干燥后1小時內需裝入防水塑料袋中封存，以防止回潮現(xiàn)象發(fā)生。 3．油菜秸稈粉在200℃高溫下加熱時間

5、超過5min之后，色度增加值(DE)才會出現(xiàn)大幅上升，因此在正常的加工條件下其色度變化完全可以滿足產品的要求。 4．經過堿化氨化法聯(lián)合處理油菜秸稈粉之后，可以大幅降低其結晶度，最佳處理時間為24h。 5．雙氨基硅烷對油菜秸稈粉的疏水化改性效果最好，并采用正交實驗得出最佳改性條件為雙氨基硅烷用量為油菜秸稈粉重量的2.5％，改性時間2h，改性溫度100℃，攪拌速度850r/min。 6．確定了油菜秸稈粉的最佳粒徑為8

6、0目；在裝飾材料中間的最佳填充量為80份；并確定了增塑劑DOP的最佳用量為7.5份；最佳增韌劑為ACR-401，其最佳用量為12份；填充劑稻谷殼與油菜秸稈粉的最佳用量比為2：3，最佳脫模劑為由液體石蠟和硬脂酸按1：1組成的復合脫模劑，用量為2份，交聯(lián)劑DCP的最佳用量為1.8份。 7．雙螺桿擠出機對植物性纖維在PVC基體的分散和塑化作用強于單螺桿擠出機，在植物纖維填充量一定的條件下，新料PVC制成產品的性能高于回收料PVC制成產

7、品的性能。 8．采用三因素二次正交旋轉組合試驗得出機頭溫度、主機轉速和熔體壓力對油菜稈薄板的力學性能影響的三元二次回歸方程為：Y=-1447.1923+17.8519Z<,1>-9.3677Z<,2>+33.671423+0.788Z<,1>Z<,2>-0.0609Z<,1><'2>-0.67222Z<,2><'2>-4.8102Z<,3><'2>，確定了各因素的最優(yōu)試驗水平為：機頭溫度169.55℃，主機轉速15.58rpm，

8、熔體壓力3.5 SPa。在這最佳工藝條件下，最佳產品的力學性能和衛(wèi)生指標分別為：彎曲強度27.3MPa，彎曲彈性模量1747MPa，抗曲實驗19mm。達到部頒標準BB/T0020-2001(參考木塑托盤技術要求)，表面耐香煙灼燒性符合GB/T15102-94標準要求，無黃斑、黑斑、裂紋、鼓泡，甲醛含量為0mg/100g。 9．油菜稈薄板在25℃水中48h后吸水率僅為4.98％，當空氣的相對濕度在60到100范圍以內，油菜稈薄板樣