专利名称：改性大麻秆芯粉复合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天然纤维增强复合材料，具体是改性大麻秆芯粉复合物。
背景技术：
纤维增强复合材料是材料科学的一个重要分支，传统的纤维增强材料主要包括玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维或碳纤维等人造合成纤维，它们一般都存在着耗能大、造价高、易造成环境污染等问题，而各种天然纤维(如麻纤维、竹纤维、棉纤维等)不仅具有传统纤维的强度和刚度，而且是一种质轻价廉，自然可降解，对环境无污染的绿色纤维。近年来，随着人类环境意识的增强，天然纤维增强复合材料的研究与开发应用，成为研究开发的热点之一。其中麻纤维长度是天然纤维中最长的，同时具有高强低伸的性质，把麻类纤维作为增强材料具有丰富的资源。
大麻是麻类的一种，它是一种草本植物，种植历史悠久，在古代，大麻主要用于绳索、织布和造纸原料等，但是随着社会发展，人们发现大麻中含有一种毒性成分THC(四氢大麻酚)，可以使人致幻成瘾，加上其它更加便宜的天然纤维和合成纤维的存在，使得大麻在一段时期内的应用研究受到限制。直到上个世纪八九十年代，随着人们认识水平的提高和对“绿色”纺织品需求的日益增加，大麻作为一种生态纺织原料再次引起了人们的关注；特别是在1992年低毒大麻(THC含量低于0.3％)的培育成功，人们对大麻的生产和研究也在逐年增加。
大麻的茎秆部分占整个大麻作物的70-80％，是现实工业中最主要的研究和应用对象。大麻茎秆是由韧皮部、木质部、髓三部分组成。大麻的韧皮部分是含有高纤维素低木质素的长纤维，是优良纤维原料的来源，纤维产量高于棉花、亚麻、苎麻等传统天然纤维，并且具有抗霉抑菌、抗静电、防紫外线还能隔音、吸湿、透气导热等特性，因此多应用于纺织工业，是保健纺织品的理想原料。而大麻的秆芯是含有低纤维素高木质素的短纤维，具有似硬木特征，是造纸的上佳原料，而且是加工黏胶的原料之一。
大麻纤维(Hemp Fiber)/聚合物复合材料的研究是近几年的研究热点，但目前进行大量研究和应用的大麻纤维/聚合物复合材料中，所用的大麻纤维基本都是韧皮部分的长纤维，而秆芯部分的短纤维却未见报道，主要是由于秆芯部分的短纤维的增强效果不如韧皮部分的长纤维。然而，在实际应用中，由于秆芯部分占据了整个大麻的70-80％，所以大麻秆芯在大麻/聚合物复合材料中有巨大的潜在应用价值。
大麻秆芯粉是由大麻秆芯由大麻作物剥去韧皮和叶部纤维后的剩余物通过机械粉碎获得的一种粉末状的物质。若将其作为一种有机填料，添加到聚合物基体中去，具有与其它无机填料无可比拟的优越性，其来源广泛、价格低廉、密度低、对设备磨损小，可以起到轻质、增强增韧、降低成本，还可以使制品兼有防静电、抗菌、抗紫外线等功效。大麻秆芯粉与聚合物复合材料的研究开发可以提供充分利用天然资源的机会，同时可以减轻由于废旧塑料而引起的环境污染。因此，这种麻-塑复合材料是一种节约能源，保护环境的绿色环保材料。它在建材、汽车飞机、包装运输、装饰及日常生活的各个方面有着广阔的应用前景。
但是由于大麻秆芯粉主要成分是纤维素，其化学结构上含有大量的羟基，这些羟基团在分子内和分子间形成氢键，使得大麻秆芯粉具有吸水性，且极性很强。这导致了其与聚合物(尤其是非极性聚合物)复合时，两者的相容性很差，使得制品易开裂、机械性能得不到很大的改善，势必限制了其广泛应用。使用适当的相容剂对大麻秆芯粉进行改性，可以改善其与塑料树脂的相容性和界面亲和力，从而达到改善制品机械性能和扩展其广泛应用的效果。
迄今尚未发现其它对大麻秆芯粉的改性相关报道。
发明内容
本发明的目的在于解决大麻秆芯粉与聚合物直接复合相容性差的问题，提供一种能较易加工、分散性好，并且同时能改善与聚合物基体界面结合，提高制品机械性能的改性大麻秆芯粉复合物。
本发明的技术方案是这样的改性大麻秆芯粉复合物，包括35-90wt％的大麻秆芯粉和10-65wt％的相容剂复合而成。
还包括0-5wt％的一种或多种加工助剂。
还包括0-20wt％的一种或多种添加剂。
上述大麻秆芯粉是由大麻作物剥去韧皮和叶部纤维后的剩余物通过破碎粉碎获得的颗粒度介于10-600目的粉末。
上述相容剂为与单体马来酸酐(MAH)或丙烯酸(AA)或苯乙烯(St)接枝的共聚物，或为与单体马来酸酐(MAH)或丙烯酸(AA)或苯乙烯(St)相关的衍生物或衍生物的共聚物。
上述与单体马来酸酐(MAH)或丙烯酸(AA)或苯乙烯(St)相关的衍生物或衍生物的共聚物为马来酸酰胺、马来酸酯、丙烯酸酯或丙烯酰胺及它们任意组合的共聚物。
上述加工助剂为硬脂酸、石蜡或聚乙烯蜡，起到促进分散，改善加工的作用。
上述添加剂为碳酸钙和滑石粉，以达到降低成本的效果。
采用上述方案后，本发明的有益效果是提供了一种新型天然纤维填料，用其与聚合物复合时，可以改善复合材料的界面结合，提高机械性能，同时有降低制品成本，扩展对工业大麻的应用范围。
具体实例实施例1本发明改性大麻秆芯粉复合物，是以含醋酸乙烯18％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为基体，加入一定的弹性体、填料和添加剂，弹性体为乙烯-辛烯共聚物(POE)，填料为大麻秆芯粉，添加剂包括有交联剂过氧化二异丙苯(DCP)、发泡剂偶氮二甲酰铵(AC)、分散活化剂氧化锌(ZnO)、热稳定剂硬脂酸锌(StZn)、及少量硬脂酸(Hst)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)等。将各组分复合密炼。它们相对EVA的重量百分比是POE15.38％大麻秆芯粉 38.46％EAA7.69％DCP0.92％AC 4.62％ZnO1.54％StZn 1.08％Hst1.23％最终所得到的产品可直接用于制作各种运动鞋、休闲鞋等。使其不仅于穿着使用时更具有透气舒适功效，不会于鞋子内部产生闷热、滋生细菌的情况，且因大麻秆芯粉混合于发泡材料中，使其更具有韧性，并同时更容易分解、焚化、而不会有环保问题发生。
实施例2本发明改性大麻秆芯粉复合物，是以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)为基体，加入一定的填料和添加剂，填料为大麻秆芯粉，添加剂包括有乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、苯乙烯(PS)、热稳定剂硬脂酸锌(StZn)、硬脂酸(Hst)和环烷油等。将各组份混合密炼。它们相对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)的重量百分比是大麻秆芯粉40％PS35％EAA 4％StZn 10％Hst 0.5％环烷油0.5％最终注塑所得到的产品尺寸稳定，性能可靠，不易收缩，而且具有透气性能，可直接用于制作各种运动鞋、休闲鞋等，鞋子内部不会产生闷热、滋生细菌。同时产品是可降解，不会造成环境污染问题。
权利要求
1.改性大麻秆芯粉复合物，其特征在于包括35-90wt％的大麻秆芯粉和10-65wt％的相容剂复合而成。
2.根据权利要求1所述的改性大麻秆芯粉复合物，其特征在于还包括0-5wt％的一种或多种加工助剂。
3.根据权利要求1所述的改性大麻秆芯粉复合物，其特征在于还包括0-20wt％的一种或多种添加剂。
4.根据权利要求1所述的改性大麻秆芯粉复合物，其特征在于上述大麻秆芯粉是由大麻作物剥去韧皮和叶部纤维后的剩余物通过破碎粉碎获得的颗粒度介于10-600目的粉末。
5.根据权利要求1所述的改性大麻秆芯粉复合物，其特征在于上述相容剂为与单体马来酸酐(MAH)或丙烯酸(AA)或苯乙烯(St)接枝的共聚物，或为与单体马来酸酐(MAH)或丙烯酸(AA)或苯乙烯(St)相关的衍生物或衍生物的共聚物。
6.根据权利要求5所述的改性大麻秆芯粉复合物，其特征在于上述与单体马来酸酐(MAH)或丙烯酸(AA)或苯乙烯(St)相关的衍生物或衍生物的共聚物为马来酸酰胺、马来酸酯、丙烯酸酯或丙烯酰胺及它们任意组合的共聚物。
7.根据权利要求2所述的改性大麻秆芯粉复合物，其特征在于上述加工助剂为硬脂酸、石蜡或聚乙烯蜡，起到促进分散，改善加工的作用。
8.根据权利要求3所述的改性大麻秆芯粉复合物，其特征在于上述添加剂为碳酸钙和滑石粉，以达到降低成本的效果。
全文摘要
本发明公开了一种改性大麻秆芯粉复合物，该复合物包括35－90wt％的大麻秆芯粉、10－65wt％的相容剂、0－5wt％的一种或多种加工助剂和0－20wt％的一种或多种添加剂。该复合物可以作为一种有机填料直接添加到其它聚合物基体中，可以改善复合材料的界面结合，提高机械性能，同时有降低制品成本，从而扩展对工业大麻的应用范围。
文档编号B27L11/00GK101058675SQ200710009019
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月23日 优先权日2007年5月23日
发明者陈国华, 连惠山, 卢亮, 蔡昌顺, 李玉超 申请人:泉州云麻新资源高分子材料研究中心有限公司