[发明专利]利于分离和回收的麻纤维增强聚丙烯复合材料及其制备

说明书

本发明提供了一种利于分离和回收的麻纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，利于分离和回收的麻纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，包括至少三层从上到下依次设置的聚丙烯层，相邻两层聚丙烯层之间设置一层麻纤维层，聚丙烯层与麻纤维层之间设置自组装可降解材料。本发明利用自组装可降解材料具有三维开放性结构、孔隙率高、比表面积大、优越的化学吸附性且绿色环保的特点，加强纤维复合材料两种基质的界面连接性能，同时在回收过程中绿色快速高效降解自组装材料，实现少破坏作用下树脂基体与纤维的完整分离。

技术领域

本发明涉及麻纤维增强聚丙烯复合材料技术领域，具体涉及一种自组装分离和回收麻纤维增强聚丙烯复合材料的方法。

背景技术

聚丙烯是一种晶态均聚物。作为热塑性塑料的一种，是目前应用于汽车上的最主要非金属材料之一。聚丙烯的密度为0.90-0.919g/cm³,是最轻的通用塑料。由于聚丙烯原料来源丰富，价格低廉，与其他塑料比较，又具有机械强度高、稳定性高、耐酸碱、耐热性好、生产工艺简单、可加工性好的特点，因此被广泛应用于汽车工业、家用电器、管材、注塑件、纤维等领域。近年来，随着国内聚丙烯自给能力不断上升，聚丙烯的使用与消费大幅增长，我国已成为最大聚丙烯消费国。预测2018年中国表观消费量在2400万吨附近，到2020年中国表观消费量有望达到3200万吨附近。在全球环境不断恶化的今天，聚丙烯废弃物的回收刻不容缓。

目前，我国对复合材料废弃物仍主要采取填埋或简单焚烧的处理方法。聚丙烯等高分子材料制成的不可降解物质随意弃置会引起白色污染，破坏环境，打破生态平衡。聚丙烯的回收方法大致分为三种路线：化学回收、物理回收、能量回收。不管采用哪一种回收方法，复合材料废弃物都要切碎成可用的块状。在使用过程中，复合材料受到外界光、热等的作用，发生老化，以及回收过程中强烈的物理化学作用，改变了聚丙烯的化学结构，大大降低了回收产品的质量，导致回收产品韧性不佳，注塑时容易产生开裂。

麻纤维，指的是从各类麻类植物取得的纤维，主要有黄麻、大麻、罗布麻、苎麻、亚麻等韧皮纤维，以及剑麻、蕉麻等叶纤维。麻纤维中平均纤维素含量约为75％，分子取向整齐，结晶度高，初始模量高，作为天然纤维中的一种，具有生产成本低、无污染、可回收的特点且麻纤维具有独特的微观结构，表现出典型的复合材料特征。

为了提高聚丙烯的机械性能和回收利用率，常在聚丙烯复合材料制备过程中加入一定比例的麻纤维材料，通过热压或者挤出成型制成力学性能优良的麻纤维增强复合材料。根据对强度有方向性要求的复合材料，可以通过纤维的排列来实现，加工工艺广泛，应用前景广阔。

虽然纤维增强体可以用来增强树脂与回收树脂的力学性能，但是却存在纤维与树脂是否结合紧密的问题。由于麻纤维含有大量的羟基而显亲水性，聚丙烯树脂具有疏水性，两者剪切力较小，界面性能较差。因此，需要借助偶联剂等化学试剂进行表面改性。但是这在一定程度上增加了分离回收树脂的难度，不利于环境的保护。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种利于分离和回收的麻纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利于分离和回收的麻纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，包括至少三层从上到下依次设置的聚丙烯层，相邻两层聚丙烯层之间设置一层麻纤维层，聚丙烯层与麻纤维层之间设置自组装可降解材料。

优选地，所述自组装可降解材料为乙烯/一氧化碳共聚物(聚酮)、金属有机骨架网络(Metal-Organic Frameworks,MOFs)或吡啶鎓酯类可降解物质中的一种。

更优选地，所述金属有机骨架网络是由有机配体和金属离子或者团簇通过配位键自组装形成的具有分子内空隙的有机-无机杂化材料。

优选地，所述麻纤维层为麻纤维经过开松梳理后利用非织造工艺制作成的麻纤维非织造布。