塑木复合材料的制备最早是木粉与热固性树脂酚醛树脂复合制备而成的。后来到七八十年代，运用木粉与聚丙烯相混制成塑木复合材料凭借其价廉、质轻强度高的优点应用于福特车的内衬，从而塑木复合材料得到快速的利用和发展。许多研究者都尝试运用各种植物纤维如竹材、麦秸、黄麻甚至椰壳等与热塑性树脂复合，并改善其复合材料的性能。
但是由于塑料的疏水性和植物纤维的亲水性之间存在显著差异，由此产生的界面不相容问题已经很严重地影响到了原材料的均匀结合，并对制品的力学强度、耐久性等产生了严重影响。因此，解决植物纤维与塑料间的界面相容问题一直是塑木复合材料生产制造领域所关注的核心热点。生物质炭是生物质材料在缺氧环境中经热裂解、炭化后产生的一类高度芳香化、难溶性的固体物质。近年来，生物质炭因其优良的吸附性而被作为土壤改良剂和化料缓释载体，目前在农业上已经有一定的应用。而生物质炭同时还具有优异的刚性强度和较强的表面活性，这显示出生物质炭在增强聚合物制备复合材料方面的潜能。利用价格低廉的生物质炭原料制造成本合理、性能独特的新型复合材料具有广阔的开发应用前景，同时也为生物质炭的利用提供了新方向。
针对上述存在的问题，有专利提供一种竹炭纤维‑聚乙烯复合地板制备工艺，本发明通过在外加磁场的条件下一步混炼就可以使超微竹炭离子在高密度聚乙烯相中的选择性分布，形成超微竹炭粒子网络结构，发挥超微竹炭高强度和高模量的增强作用，并且超微竹炭颗粒可发生协同增强作用，进一步提高了复合材料的力学性能和热特性。步骤一：将超微竹炭、高密度聚乙烯、助混剂送入高混机中混合，得到混合物；步骤二：将所述混合物送入螺杆挤出机，在外加恒定磁场的条件下进行熔融挤出，步骤三：将所述复合材料送入注塑机中熔融，然后在模具内冷却定型，得到复地板；其中，助混剂为包含有具有磁响应的金属离子的偶联剂。为了提高超微竹炭与高密度聚乙烯的界面相容性，采用具有磁响应的偶联剂复合外加恒定磁场的技术手段。采用上述技术方案的原理包括：在外加恒定磁场的条件下，超微竹炭内的碳原子键连成环状结构，在磁场作用下产生感应磁矩，并且感应磁矩在外磁场的作用下旋转最终导致超微竹炭的炭层沿垂直于磁场的方向取向；同样地，高密度聚乙烯是非极性材料，在熔融状态下受到磁场的作用而产生诱导偶极矩，从而使球晶沿磁场方向被拉长，趋于定向结晶，在外磁场牵引下，结晶区前沿形成“须状”附加结晶区，并且使辐射状片晶由扭曲生长变为伸直生长；最后，金属离子偶联剂在磁场作用下以磁化率最大的晶体轴平行方向排列。这样当超微竹炭、金属离子偶联剂、高密度聚乙烯进行熔融混合时，在磁场作用下，定向分布的超微竹炭更易进入同样定向结晶的高密度聚乙烯中，使得高密度聚乙烯与超微竹炭之间的空隙减小，并且在金属离子偶联剂的串联下加强了高密度聚乙烯与超微竹炭之间的界面结合力，起到“缝合”交联网络的作用，最终使得高密度聚乙烯对超微竹炭具有较好的包覆效果，大大提升了复合材料的力学性能。
发布日期：2023-06-05 浏览次数：1077 
