[发明专利]一种香蒲纤维增强复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，特别涉及一种树脂基复合材料。

背景技术

近年来随着世界范围内能源和资源的日益紧缺，新型材料的研发引起人们的重视和广泛关注，其中新型植物纤维的开发研究成为国内外众学者研究的热点。我国政府对天然纤维素原料的开发也及其重视，在《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》中明确指出：中国要实现快速发展，就必须将开发利用新能源和再生资源放到国家能源发展战略的优先地位，加强生物质能源的开发利用。中国工程院院士姚穆先生也多次呼吁由于传统纺织用天然以及合成原料的日趋减少，要充分利用自然资源，开发新型纤维及制品。

目前众科研学者研究的植物纤维种类繁多，大多为生活当地或本国资源丰富或具有地域特色的植物种类。国内外对新型植物纤维an等人对okra bast fiber(黄秋葵纤维)的脱胶及性能研究；Takashi Nishino对Papyrus(纸草)纤维增强复合材的研究目前多处于起步阶段，产品尚未形成规模，多以纤维脱胶处理和纤维性能研究为主。具体有M.H.Rahm料的研究；Sasa Sofyan Munawar等人对虎尾兰及蕉麻束纤维的性能研究；郁崇文、张明元等人对菠萝纤维的性能、纺纱工艺研究；李银环、黄茂芳对菠萝叶纤维的化学表面改性及其应用的研究；W Liu，M Misra，P Askeland等人对菠萝叶纤维作为增强材料的制备方法和性能评价的研究；刘晓霞、王振永等人对棕叶纤维的开发研究、张延辉、郁崇文对龙须草纤维化学脱胶工艺的探讨；于丽红、唐淑娟等人对乌拉草纤维纺织性能的研究；此外还有西安工程科技学院薛少林等人的摩擦纺荨麻包芯纱的纺制工艺及研究；郭嫣等人的荨麻可纺性能的分析研究；黄翠蓉、于伟东等人的大麻纤维可纺性能研究；上海日舒科技纺织有限公司联合东华大学、纺织研究院等多家科研单位和企业开发木棉纤维，开创具有自主知识产权的木棉大环锭纺纱技术等等。此外，竹纤维的研究相对较为多样和成熟并已实现产业化。

综上，众研究学者多针对其研究的天然植物纤维进行脱胶处理，测试纤维的物理及化学性能。一方面进行可纺性研究，纺制成纯纺或混纺纱线；另一方面利用纤维增强树脂基体，开发新型复合材料。

本发明以经脱胶工艺制得的香蒲工艺纤维为主要增强材料，适量辅以黄麻纤维与聚丙烯树脂短纤按照一定质量比进行混合梳理，制备复合材料预制件，经热压工艺制备新型香蒲纤维增强复合材料板材。

香蒲也称水烛、蒲草，香蒲科，香蒲属。香蒲多自生在水边或池沼内等浅水中，全株有香气。我国香蒲资源丰富。香蒲叶片全长80～180厘米，宽0.5～1厘米，由于其叶内的长方孔格海绵状纤维组织，使得香蒲纤维具有良好的保温隔热的功效。叶鞘和叶片干后是很好的编织材料，目前，香蒲叶鞘和叶片多用于编织蒲扇、蒲席、蒲包等初级加工，产品附加值不高。开发香蒲纤维新的用途和应用领域对充分利用自然资源、丰富复合材料产品种类具有积极意义。黄麻纤维是一种韧皮纤维，源于自然、对环境无害、可生物降解，价格低廉，具有较高的比模量、比强度，适合制作较高承载要求的复合材料增强体。我国黄麻资源丰富，应用历史悠久。本发明采用香蒲纤维与黄麻天然纤维替代或部分取代木材、玻璃纤维等材料做为聚合物复合材料的增强体，在净化环境、防止污染、替代有害物质、减少废弃物以及有效利用自然资源和材料的再资源化等方面具有积极意义。

发明内容

本发明提供一种香蒲纤维增强复合材料及其制造方法。

所述香蒲纤维增强复合材料以香蒲纤维及香蒲适量混合黄麻纤维为增强体，香蒲纤维及香蒲适量混合黄麻纤维与聚丙烯短纤共混，梳理成网，经层合热压制得。所述香蒲纤维增强复合材料拉伸强度为23.3-55.7Mpa，弯曲强度为45.4-102.7Mpa；

所述黄麻纤维与香蒲纤维的质量比为0：1-1：1；

所述香蒲纤维与聚丙烯短纤质量比为1：1.5-2.3：1；

所述香蒲纤维增强复合材料制造方法包括如下步骤：选取经脱胶处理的香蒲纤维若干，与黄麻短纤及聚丙烯短纤混合梳理成网，叠层制备复合材料预制件，经热压制得复合材料板材。

所述香蒲纤维增强复合材料中香蒲纤维为脱胶工艺纤维，纤维长度为142.0-218.8mm；纤维细度为31.13-62.86Nm；所述香蒲纤维增强复合材料中黄麻纤维为落麻纤维，纤维长度为50.1-173.3mm；纤维细度为23.70-56.53Nm。

有益效果：