專利名稱：：含天然植物纖維和合成高分子的復合材料及其制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及成型加工性、耐水性、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的、含天然植物纖維和合成高分子的復合材料及其制造方法。
背景技術：
：纖維增強復合材料(FiberReinforcedCompositeMaterials)中最大量生產、最廣泛使用的是玻璃纖維增強塑料(GlassFiberReinforcedPlastic、以下稱為"GFRP")。但是，近年從適應環(huán)境方面考慮，限制使用GFRP。總之，GFRP在焚燒時產生包含大量玻璃絲的殘渣，上述玻璃絲無法用適應環(huán)境的處理方法分解。而且，加工GFRP時產生的玻璃粉塵可能引起加工業(yè)者過敏或患上皮膚炎癥。因此，取代GFRP受到關注的是用天然纖維增強的塑料。上述天然纖維增強塑料(NaturalFiberReinforcedPlastic、以下稱為"NFRP")能夠不產生玻璃質殘渣地焚燒。特別是構成NFRP的天然纖維，隨天然纖維焚燒產生的二氧化碳的量只是植物成長時吸收的二氧化碳的量，從最近的地球變暖方面考慮，可以期待限制日趨嚴格的二氧化碳的生產消耗平衡為零。進而，不只環(huán)境方面，在機械特性方面，NFRP的纖維為低密度、不脆，所以也可以期待作為輕質且高韌性的復合材料。關于NFRP的研究，從20世紀80年代開始對使用木材纖維的復合材料進行研究。但是從20世紀90年代以后，希望利用以洋麻纖維為代表的一年生植物的纖維的趨勢變顯著。例如，公開了含50重量％(39體積％)洋麻纖維和聚丙烯的復合材料(例如參見非專利文獻1)。該復合材料表現出匹敵在聚丙烯中添加40重量％(19體積％)玻璃纖維的復合材料的性能。以上述研究成果為背景，從2000年初開始將NFRP用于汽車的車底*儀表板。另外，公開了一種纖維增強樹脂組合物，是將用相容劑進行了表面處理的洋麻纖維等天然纖維和烯烴類等熱塑性樹脂材料按規(guī)定比率混合，將上述混合物在規(guī)定條件下加熱.混煉而形成的纖維增強樹脂組合物(例如參見專利文獻l)。另一方面，本發(fā)明人等發(fā)現將植物纖維用作為強氧化劑的鈰鹽的硝酸溶液處理后使甲基丙烯酸曱酯作用、在植物纖維表面接枝聚甲基丙烯酸曱酯的高分子鏈，能夠得到新型植物纖維-高分子復合材料(參見非專利文獻2)。非專利文獻1:Sanadi、A.R.、etal.、7thAnnualConferenceoftheInternationalKenafAssociation(1995)非專利文獻2:Kuroda、S.、etal.、"AdvanceonChemicalEngineeringandNewMaterialScience"、LiaoningScienceandTechnologyPublishingHouse(2002)、pp.94-98專利文獻l:特開2004-114436(權利要求1、權利要求7)
發(fā)明內容但是，非專利文獻l及專利文獻l中記載的現有NFRP為了提高天然植物纖維和基質聚合物界面的接合強度，使用的基質聚合物的種類有限。即，現有的NFRP必須將具有極性的聚合物用于基質、或對天然植物纖維實施硅烷偶聯劑之類表面處理、或必須添加馬來酸改性聚烯烴。但是，上述硅烷偶聯劑為低分子量化合物、馬來酸改性聚烯烴的分子量也在約1萬以下，所以現有NFRP的分散相-基質界面的強度并不充分。另外，只能得到缺乏耐水性、耐熱性的復合材料。另夕卜，非專利文獻2中記載的植物纖維-高分子復合材料存在必須使用制造工序中環(huán)境負荷高的鈰鹽及硝酸的缺點。本發(fā)明的目的在于提供能夠減輕對環(huán)境的負荷、輕質且機械強度高、成型加工性、耐水性優(yōu)異的含天然植物纖維和合成高分子的復合材料及其制造方法。本申請權利要求1的發(fā)明為一種含天然植物纖維和合成高分子的復合材料的制造方法，其特征在于包含下述工序在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序、將化學鍵合后的纖維和種類與化學鍵合中使用的合成高分子相同或不同的合成高分子混煉的工序、將得到的混煉物成型為規(guī)定形狀的工序。本申請權利要求2的發(fā)明為一種制造方法，是權利要求1的發(fā)明，在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序包含下述工序將天然植物纖維用過氧化氬水處理，在上述纖維表面引入過氧化基的工序，使上述表面引入了過氧化基的纖維與乙烯類單體接觸，以過氧化基為聚合引發(fā)劑在纖維表面接枝聚合合成高分子的工序。另外，本申請權利要求3的發(fā)明為一種制造方法，是權利要求l的發(fā)明，在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序包含下述工序對天然植物纖維進行等離子照射，在上述纖維表面引入過氧化基的工序，使上述在表面引入了過氧化基的纖維與乙烯類單體接觸，以過氧化基為聚合引發(fā)劑在纖維表面接枝聚合合成高分子的工序。本申請權利要求4的發(fā)明是一種制造方法，是權利要求1的發(fā)明，在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序包含下述工序在含有乙烯基的烷氧基硅烷單體存在下使合成高分子與自由基產生劑作用，由此在合成高分子上接枝聚合上述烷氧基硅烷單體的工序，使合成高分子上接枝聚合的烷氧基硅烷基和在天然植物纖維表面存在的羥基脫水縮合的工序。本申請權利要求5的發(fā)明是一種制造方法，是權利要求2或3中記載的發(fā)明，其中，天然植物纖維是洋麻纖維，單體為苯乙烯，合成高分子是聚苯乙烯(以下稱為PS)。本申請權利要求6的發(fā)明是一種制造方法，是權利要求4中記載的發(fā)明，其中，天然植物纖維是洋麻纖維，單體是甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷，合成高分子是聚丙烯(以下稱為PP)。本申請權利要求7的發(fā)明是一種制造方法，是權利要求4中記載的發(fā)明，其中，天然植物纖維是洋麻纖維，單體是曱基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷，合成高分子是聚乙烯(以下稱為PE)。本申請權利要求8的發(fā)明是一種制造方法，是權利要求4中記載的發(fā)明，其中，天然植物纖維是洋麻纖維，單體是曱基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷，合成高分子是PS。進而，本申請權利要求9的發(fā)明是用權利要求1~8中任一項所述方法制造的含天然植物纖維和合成高分子的復合材料。用本發(fā)明的含天然植物纖維和合成高分子的復合材料的制造方法，能夠得到提高了在天然植物纖維表面化學鍵合的合成高分子的分子鏈與基質的粘合性、輕質且機械強度高、成型加工性、耐水性優(yōu)異的作為天然纖維增強塑料的復合材料。另外，上述復合材料具有在焚燒時不產生對環(huán)境造成負荷的殘渣的優(yōu)點。表示實施例5中得到的復合材料的照片圖。具體實施例方式以下，說明本發(fā)明的最佳實施方案。作為本發(fā)明的天然植物纖維，可以舉出洋麻、棉、黃麻、馬尼拉麻、劍麻、竹、纖維紙漿、古紙等。其中，洋麻的繁殖速度極快、每單位面積的纖維生產量大，所以從空氣中吸收的二氧化碳量大，緩和二氧化碳引起的溫室效應，發(fā)揮防止地球溫暖化的效果，故而優(yōu)選。另外，天然植物纖維用于本發(fā)明的制造方法時，如果裁成2~5mm左右的所希望長度，則容易操作、且容易加工，故而優(yōu)選。本發(fā)明的含天然植物纖維和合成高分子的復合材料的制造方法的特征在于包含下述工序在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序，將化學鍵合后的纖維和種類與化學鍵合中使用的合成高分子相同或不同的合成高分子混煉的工序，將得到的混煉物成型為規(guī)定形狀的工序。本發(fā)明的制造方法在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序中，作為第l方法，有在纖維表面引入過氧化基后、將該過氧化基作為聚合引發(fā)劑接枝聚合合成高分子的方法，作為第2方法，有使合成高分子產生自由基后接枝聚合含有乙烯基的烷氧基硅烷單體、使合成高分子上接枝聚合的烷氧基硅烷基和天然植物纖維表面存在的羥基脫水縮合的方法。第1方法是詳細分析非專利文獻2的結果、闡明其化學反應機制而發(fā)明的方法，在復合天然植物纖維和合成高分子前，進行使纖維表面產生過氧化基(過氧化物)的前處理。通過進行上述前處理，即使是木質素含量高的天然植物纖維也能夠進行接枝聚合。即，通過上述前處理，過氧化基成為聚合引發(fā)劑，接枝聚合合成高分子時，提高接枝率，提高合成高分子對纖維表面的粘合力，同時根據基于上述高木質素含量和接枝聚合處理的構造，提高復合材料的熱穩(wěn)定性，降低吸水率。進而通過提高接枝率，進行了接枝聚合處理的纖維的成型加工變得容易。作為上述前處理的方法，有濕式法和干式法。濕式法采用將天然植物纖維在具有氧化能力的過氧化氫水中浸漬等進行處理的方法。上述濕式法可以將天然植物纖維直接用過氧化氫處理，在纖維表面引入過氧化基，但將天然植物纖維用原高碘酸進行氧化處理時，在其表面引入醛基，所以如果將處理后的纖維用過氧化氫處理，則可以在纖維表面引入更多的過氧化基。另外，干式法采用對天然植物纖維進行等離子照射的方法。例如，使用鐘罩型等離子反應裝置，在設置在裝置內的2個電極間配置天然植物纖維。使裝置內為含氧氣氛，用連接一個電極的高頻電源在電極間施加規(guī)定電壓，產生等離子，由此對配置在電極間的天然植物纖維進行等離子照射。作為使用上述鐘罩型等離子反應裝置時的等離子照射條件例，使用高頻電源(13.56MHz),將裝置內壓力減壓至5Pa，供給氧氣至裝置內穩(wěn)定地達到20Pa左右，由此使裝置內處于氧氣氣氛下，輸出功率為10-50W、照射時間為5~15分鐘，進行等離子照射。在上述條件下對天然植物纖維進行等離子照射，由此在天然植物纖維表面引入過氧化基。然后，使通過濕式法或干式法在表面引入了過氧化基的纖維與乙烯類單體接觸。纖維和單體接觸時，過氧化基作為聚合引發(fā)劑發(fā)揮作用，在纖維表面接枝聚合合成高分子。上述笫l方法中，作為與纖維接觸的乙烯類單體優(yōu)選使用苯乙烯，單體使用苯乙烯時，在纖維表面接枝聚合的合成高分子為PS。第2方法中，首先，在含有乙烯基的烷氧基硅烷單體存在下使合成高分子與自由基產生劑作用，由此使合成高分子與烷氧基硅烷單體接枝聚合。例如，如下述化學式l所示，作為合成高分子使用PE膜，作為含有乙烯基的烷氧基硅烷單體，使用乙烯基單體，作為自由基產生劑，使用p占噸酮，將PE膜和乙烯基單體浸漬在溶解有咕噸酮的溶液中，邊攪拌邊照射波長300nm以上的紫外線，可以得到在PE上接枝聚合有乙烯基單體的膜。需要說明的是，化學式1中的乙烯基單體用CH2=CH-F表示，但上述表示是簡單省略標記的表示，化學式1的接枝聚合反應中，將下述化學式2表示的曱基丙烯酰氧基丙基三曱氧基硅烷(Methacryloxypropyltrimethoxysilane)用"f乍乙烯基單體。另夕卜，4吏用的自由基產生劑只要是通過加熱或光照射使合成高分子產生自由基的化合物即可，可以任意選擇。自由基產生劑除了咕噸酮外，例如可以舉出過氧化苯曱酰(BPO)之類有機過氧化物或偶氮雙異丁腈(AIBN)之類偶氮化合物?；瘜W式1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>第2方法中，優(yōu)選作為單體使用曱基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、作為合成高分子使用PP、PE、PS。另外，在合成高分子上接枝聚合的單體量優(yōu)選為合成高分子的25重量°/。以下，特別優(yōu)選為2-15重量％。由此得到的接枝聚合了烷氧基硅烷單體的合成高分子特別具有活性的性質。另外，與纖維化學鍵合前，合成活性的合成高分子，所以是比上述第l方法實用的方法。需要說明的是，合成高分子在化學式1中使用PE膜，其形狀不限定于膜狀，可以為粉末狀，也可以為顆粒狀，還可以為溶液狀。然后，使在合成高分子上接枝聚合的烷氧基硅烷基和天然植物纖維表面存在的羥基脫水縮合。在天然植物纖維表面存在羥基，所以可以與活性的合成高分子容易地脫水縮合。上述第2方法中，合成高分子在接枝聚合烷氧基硅烷單體的部位與纖維表面存在的羥基脫水縮合，所以不限于僅合成高分子的末端鍵合在纖維表面的第l方法的鍵合圖案，形成在合成高分子的分子鏈中間鍵合、或在1個合成高分子中鍵合多個部位的鍵合圖案。需要說明的是，使在合成高分子上接枝聚合的烷氧基硅烷基和天然植物纖維表面存在的羥基脫水縮合的工序可以在后述的混煉工序中與混煉同時進行。通過如上所述地進行第1方法或第2方法，可以在天然植物纖維表面化學鍵合高分子量的合成高分子的分子鏈。然后，將通過實施上述第1方法或第2方法在表面化學鍵合了合成UV(A〉300圓)Ji自由基產生劑'"2:fH^、^v接枝PE膜B占噸酮(XT)高分子的分子鏈的纖維與合成高分子混煉。需要說明的是，即使將如上所述地由笫2方法得到的接枝聚合了烷氧基硅烷基的合成高分子直接在上述狀態(tài)下和植物纖維一起與合成高分子混煉，在混煉中也進行烷氧基硅烷基和天然植物纖維表面存在的羥基的脫水縮合，所以能夠簡化工序。此處使用的合成高分子可以根據復合材料的使用用途等，使用與化學鍵合中使用的合成高分子相同的種類，也可以使用不同的種類。混煉物中的天然植物纖維的含有率多時，能夠減輕環(huán)境負荷，但有成型加工性降低的傾向，含有率少時，環(huán)境負荷并不降低，但成型加工性有升高的傾向。進而，將得到的混煉物成型為規(guī)定形狀。成型方法可以使用熱壓或擠出成型、注塑成型等現有技術。例如，使用擠出成型機，將混煉物由^t擠出成型制成條狀，將其裁斷進行顆粒化。將得到的粒狀物用注塑成型成型為所希望的形狀。經以上工序，可以得到含天然植物纖維和合成高分子的作為天然纖維增強塑料的復合材料。上述本發(fā)明的復合材料具有焚燒時不產生對環(huán)境造成負荷的殘渣的優(yōu)點，能夠減輕對環(huán)境的負荷。上述復合材料使用通過化學鍵合鍵合了合成高分子的分子鏈的纖維，所以輕質且機械強度高、成型加工性、耐水性也優(yōu)異。實施例以下一并說明本發(fā)明的實施例與比4交例。<實施例1>將水洗的洋麻韌皮纖維與規(guī)定濃度的過氧化氫水及曱磺酸或鹽酸一同放入聚合管中，在30。C下保持3小時，由此在纖維表面引入過氧化基，定量引入的過氧化基量。另一方面，將在表面引入了過氧化基的纖維與規(guī)定量的苯乙烯及等量的水一同放入聚合管中，在氮氣氛下、60。C中將苯乙烯在纖維表面接枝聚合12小時。然后進行索格利特萃取，除去沒有接枝在纖維表面的雜質，求出接枝率([(接枝后重量-接枝前重量)/接枝前重量]x100。/。)。結果示于下表1。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表1可知，通過使過氧化氫水作用，能夠在洋麻韌皮纖維表面引入過氧化基、進而接枝聚合苯乙烯。<實施例2>將水洗的洋麻韌皮纖維在20(mmol/L)的原高碘酸溶液中于45°C下浸漬1小時，對其表面進行氧化處理。然后，與規(guī)定濃度的過氧化氫水及甲磺酸或乙酸一同放入聚合管中，在30。C下保持3小時，由此在纖維表面引入過氧化基，定量引入的過氧化基量。另一方面，將在表面引入了過氧化基的纖維與規(guī)定量的苯乙烯及等量的水一同放入聚合管中，在氮氣氛下、于60。C將苯乙烯在纖維表面接枝聚合12小時。然后進行索格利特萃取，除去沒有接枝在纖維表面的雜質，求出接枝率([(接枝后重量-接枝前重量)/接枝前重量>100%)。結果示于下表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表2可知，用原高碘酸處理后，使過氧化氬水作用，由此能夠在洋麻韌皮纖維表面引入過氧化基，進而將苯乙烯以60%以上的接枝率進行接枝聚合。<實施例3>將水洗的洋麻韌皮纖維配置在鐘罩型等離子反應裝置內的2個電極間。將裝置內脫氣至5Pa后，導入氧，使裝置內穩(wěn)定在20Pa。然后，用連接在一個電極上的RF高頻電源(13.56MHz)在電極間施加規(guī)定電壓，產生等離子，對配置在電極間的纖維進行規(guī)定時間的等離子照射，由此在纖維表面引入過氧化基，定量引入的過氧化基量。另一方面，將在表面引入了過氧化基的纖維與規(guī)定量的苯乙烯及等量的水一同放入聚合管中，在氮氣氛下、60。C中將苯乙烯在纖維表面接枝聚合12小時。然后進行索格利特萃取，除去沒有接枝在纖維表面的雜質，求出接枝率([(接枝后重量-接枝前重量)/接枝前重量]><100%)。結果示于下表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表3可知，通過使等離子作用，能夠在洋麻韌皮纖維表面引入過氧化基、進而將苯乙烯接枝聚合。<實施例4>將實施例2中得到的、本來的纖維重量的61重量％的PS鍵合在纖維上的洋麻纖維和耐沖擊性PS混合至洋麻纖維含量達到40重量％,進行混煉，由此得到混煉物。然后，將得到的混煉物填充在安裝有l(wèi)mm厚的隔板的真空熱壓才莫內，在減壓下200。C的加熱溫度、20MPa的壓力下保持8分鐘進行熱壓，由此得到成型為平面形狀的復合材料。進而，使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中規(guī)定的形狀。<1^匕4交<列1〉將耐沖擊性PS填充在安裝有l(wèi)mm厚的隔板的真空熱壓模內，在減壓下200。C的加熱溫度、20MPa的壓力下保持8分鐘進行熱壓，由此得到成型為平面形狀的復合材料。進而使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中規(guī)定的形狀。<比專交<列2>將水洗的洋麻韌皮纖維和耐沖擊性PS混合至洋麻纖維含量為40重量％，進行混煉，得到混煉物。然后，將得到的混煉物填充在安裝有l(wèi)mm厚的隔板的真空熱壓沖莫內，在減壓下200。C的加熱溫度、20MPa的壓力下保持8分鐘進行熱壓，由此得到成型為平面形狀的復合材料。進而使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中規(guī)定的形狀、。<比較評價之一〉測定得到的實施例4及比較例1、2的各材料的抗拉強度。結果分別示于下表4。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由表4可知，實施例4的復合材料與僅使用PS的比較例1相比，具有優(yōu)異的機械強度。另外，與作為現有NFRP的比較例2相比，能夠得到機械強度優(yōu)異的結果。進而，實施例4的復合材料也容易進行成型加工。<實施例5>作為合成高分子，使用將PP聚合粉末在環(huán)己烷中于78°C進行溶脹處理得到的物質，作為含有乙烯基的烷氧基硅烷單體使用甲基丙烯酰氧基丙基三曱氧基硅烷，作為自由基產生劑使用咕噸酮，將PP和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸漬在溶解有咕噸酮的溶液中，邊在氮氣氛下攪拌邊照射波長在300nm以上的紫外線，由此得到在PP上接枝聚合有曱基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的粉末。需要說明的是，作為溶劑使用甲醇，使單體濃度為0.17mol/L、自由基產生劑濃度為0.0014mol/L,用400W高壓汞燈進行光照射，使照射時的溶液溫度為65°C,使照射時間為4小時。得到的粉末的接枝率為9.3%。然后，將水洗后的洋麻韌皮纖維在接枝聚合了烷氧基硅烷基的PP以相對于洋麻纖維的重量為12%的比例溶解于二曱苯中得到的12(TC溶液中浸漬l小時，取出，將取出的洋麻韌皮纖維在80。C加熱干燥24小時，由此在洋麻韌皮纖維表面化學鍵合PP的分子鏈。然后，將上述化學鍵合后的洋麻韌皮纖維和PP粉末混合，使洋麻韌皮纖維含量為30重量o/q或50重量％,邊混煉邊在200210。C下擠出成型，形成圖l所示的條狀物l,將其裁斷進行顆粒化。進而，將上述粒狀物2在80°C下干燥2小時后，在成型溫度200~210°C、模溫度80。C下注塑成型，得到成型為平面形狀的作為試驗片的復合材料3。進而，使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中規(guī)定的形狀。圖1示出條狀物1、粒狀物2及復合材料3。<比專交例3>將PP粉末在200~21(TC擠出成型制成條狀，將其裁斷進行顆?；＿M而，將上述粒狀物在成型溫度200~210°C、沖莫溫度80。C下進行注塑成型，由此得到成型為平面形狀的材料。進而，使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中^見定的形狀。<比較例4>將水洗的洋麻韌皮纖維和PP粉末混合，使洋麻韌皮纖維含量為30重量％或50重量％,邊混煉邊在200210。c下擠出成型制成條狀，將其裁斷進行顆?；?。進而，將上述粒狀物在8CTC下干燥2小時后，在成型溫度20021(TC、模溫度80。C下進行注塑成型，由此得到成型為平面形狀的復合材料。進而使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中規(guī)定的形狀。<比4交<列5>將玻璃纖維和PP粉末混合，使玻璃纖維含量為20重量％,進行混煉，得到混煉物。然后，將得到的混煉物在200210。C下擠出成型制成條狀，將其裁斷進行顆?；＿M而，將上述粒狀物在成型溫度200~210°C、模溫度8(TC下進行注塑成型，由此得到成型為平面形狀的復合材料。進而使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中規(guī)定的形狀。<比較評價之二>測定得到的實施例5及比較例3、4、5的各材料的填充量、抗拉強度及拉伸彈性率。結果分別示于下表5。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>由表5可知，實施例5的復合材料與只使用PP的比較例3和作為未處理洋麻纖維和PP的復合材料的比較例4相比機械強度優(yōu)異，與作為玻璃纖維和PP的復合材料的比較例5相比，能夠得到與機械強度匹敵的結果。<實施例6〉作為合成高分子使用低密度PE膜(30pm厚)，作為含有乙烯基的烷氧基硅烷單體使用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，作為自由基產生劑使用咕噸酮，首先將低密度PE膜在溶解由p左噸酮和聚乙酸乙烯基酯的丙酮溶液中浸漬IO秒鐘后取出，干燥，制成咕噸酮涂布膜，將上述涂布膜在曱基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的甲醇溶液中浸漬，在氮氣氛下照射波長為300nm以上的紫外線，由此得到在低密度PE上接枝聚合有甲基丙烯酰氧基丙基三曱氧基硅烷的膜。需要說明的是，使單體濃度為0.14mol/L、自由基產生劑濃度為0.3重量°/。，用400W的高壓汞燈進行光照射，使照射時的溶液溫度為60°C、照射時間為IOO分鐘。得到的膜的接枝率為8%。然后，將水洗后的洋麻韌皮纖維在接枝聚合了烷氧基硅烷基的低密度PE以相對于洋麻纖維的重量為4%的比例溶解于二曱苯得到的80°C溶液中浸漬l小時，取出，將上述取出的洋麻韌皮纖維在80。C下加熱干燥24小時，由此在洋麻韌皮纖維表面化學鍵合低密度PE的分子鏈。上述化學鍵合后的洋麻韌皮纖維在室溫下在水中浸漬24小時后的吸水率為1.7%,與未處理的洋麻纖維同樣浸漬在水中時的吸水率4.0%相比，吸水率顯著降低。然后，將上述化學鍵合的洋麻韌皮纖維和直鏈狀低密度PE顆?；旌?，使洋麻韌皮纖維含量為40重量％,將上述混合物填充在安裝有l(wèi)mm厚的隔板的真空熱壓才莫內，在減壓下、200。C的加熱溫度、15MPa的壓力下保持2分鐘，進行熱壓，由此得到成型為平面形狀的復合材料。進而使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中規(guī)定的形狀。<比4交<列6>將直鏈狀低密度PE顆粒填充在安裝有l(wèi)mm厚的隔板的真空熱壓模內，在減壓下、200。C的加熱溫度、15MPa的壓力下保持2分鐘，進行熱壓，由此得到成型為平面形狀的材料。進而使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中^L定的形狀。<比4交例7>將水洗的洋麻韌皮纖維和直鏈狀低密度PE顆?；旌希寡舐轫g皮纖維含量為40重量％,將上述混合物填充在安裝有l(wèi)mm厚的隔板的真空熱壓才莫內，在減壓下、200。C的加熱溫度、15MPa的壓力下保持2分鐘，進行熱壓，由此得到成型為平面形狀的復合材料。進而使用啞鈴刀將其切成JISK7160#4中規(guī)定的形狀。<比較評價之三〉測定得到的實施例6及比較例6、7的各材料的抗拉強度及拉伸彈性率。結果分別示于下表6。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>由表6可知，實施例6的復合材料與只使用直鏈狀低密度PE的比較例7或作為未處理洋麻纖維和直鏈狀低密度PE的復合材料的比較例8相比，能夠得到機械強度優(yōu)異的結果。<實施例7〉作為合成高分子使用PS粉末(粒徑250350nm),作為含有乙烯基的烷氧基硅烷單體使用甲基丙烯酰氧基丙基三曱氧基硅烷，作為自由基產生劑使用咭噸酮，將PS粉末和曱基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸漬在溶解有p左噸酮的溶液中，邊在氮氣氛下攪拌邊照射波長為300nm以上的紫外線，由此得到在PS上接枝聚合了甲基丙烯酰氧基丙基三曱氧基硅烷的粉末。需要說明的是，作為溶劑使用甲醇和甲苯以95:5的比例混合的溶劑，使單體濃度為0.35mol/L、自由基產生劑濃度為0.00034mol/L,用400W高壓汞燈進行光照射，使照射時的溶液溫度為65°C、照射時間為4小時。得到的粉末的接枝率為6.3%。然后，將上述接枝聚合了烷氧基硅烷基的PS、水洗的洋麻韌皮纖維和耐沖擊性PS顆?；旌螶吏各自的重量為0.05:1:1,邊混煉邊在180~20(TC下擠出成型制成條狀，將其裁斷進行顆?；?。進而，將上述粒狀物在8CTC下干燥2小時后，填充在安裝有l(wèi)mm厚的隔板的真空熱壓模內，在減壓下、200。C的加熱溫度、20MPa的壓力下保持8分鐘進行熱壓，由此得到成型為平面形狀的復合材料。<比較例8>將耐沖擊性PS顆粒填充在安裝有l(wèi)mm厚的隔板的真空熱壓模內，在減壓下、200。C的加熱溫度、20MPa的壓力下保持8分鐘進行熱壓，由此得到成型為平面形狀的復合材料。<比4交例9>將水洗的洋麻韌皮纖維和耐沖擊性PS顆?；旌?，使各自的重量為1:1,邊混煉邊在180200。C下擠出成型制成條狀，將其裁斷進行顆?；＿M而，將上述粒狀物在80。C下干燥2小時后，填充在安裝有l(wèi)mm厚的隔板的真空熱壓才莫內，在減壓下、200。C的加熱溫度、20MPa的壓力下保持8分鐘進行熱壓，由此得到成型為平面形狀的復合材料。<比|支評{介之四>測定得到的實施例7及比較例8、9的各材料的抗拉強度。結果分別示于下表7。[表7]<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>由表7可知，實施例7的復合材料與僅使用耐沖擊性PS的比較例8或作為未處理洋麻纖維和耐沖擊性PS的復合材料的比較例9相比，能夠得到機械強度優(yōu)異的結果。產業(yè)實用性本發(fā)明的含天然植物纖維和合成高分子的復合材料的制造方法能夠得到輕質且機械強度高、成型加工性、耐水性優(yōu)異的作為天然纖維增強塑料的復合材料。另外，上述復合材料具有在焚燒時不產生對環(huán)境造成負荷的殘渣的優(yōu)點。權利要求1.一種含天然植物纖維和合成高分子的復合材料的制造方法，其特征在于，包括下述工序在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序，將上述化學鍵合后的纖維和種類與上述化學鍵合中使用的合成高分子相同或不同的合成高分子混煉的工序，將上述得到的混煉物成型為規(guī)定形狀的工序。2.權利要求1所述的制造方法，其中，在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序包含下述工序將天然植物纖維用過氧化氫水處理，在上述纖維表面引入過氧化基的工序；使上述表面引入了過氧化基的纖維接觸乙烯類單體，以上述過氧化基為聚合引發(fā)劑在上述纖維表面接枝聚合合成高分子的工序。3.權利要求1所述的制造方法，其中，在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序包含下述工序將天然植物纖維進行等離子照射，在上述纖維表面引入過氧化基的工序；使上述表面引入了過氧化基的纖維接觸乙烯類單體，以上述過氧化基為聚合引發(fā)劑在上述纖維表面接枝聚合合成高分子的工序。4.權利要求1所述的制造方法，其中，在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序包含下述工序使上述合成高分子在含有乙烯基的烷氧基硅烷單體存在下與自由基產生劑作用，由此在上述合成高分子上接枝聚合上述烷氧基硅烷單體的工序；使在上述合成高分子上接枝聚合的烷氧基硅烷基和上述天然植物纖維表面存在的羥基脫水縮合的工序。5.權利要求2或3所述的制造方法，其中，天然植物纖維是洋麻纖維,單體是苯乙烯，合成高分子是聚苯乙烯。6.權利要求4所述的制造方法，其中，天然植物纖維是洋麻纖維，單體是甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷，合成高分子是聚丙烯。7.權利要求4所述的制造方法，其中，天然植物纖維是洋麻纖維，單體是曱基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷，合成高分子是聚乙烯。8.權利要求4所述的制造方法，其中，天然植物纖維是洋麻纖維，單體是甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷，合成高分子是聚苯乙烯。9.一種含天然植物纖維和合成高分子的復合材料，是采用權利要求1~8中任一項所述的方法制造的。全文摘要得到能夠減輕對環(huán)境的負荷、輕質且機械強度高、成型加工性、耐水性優(yōu)異的復合材料。本發(fā)明的含天然植物纖維和合成高分子的復合材料的制造方法的特征在于包含下述工序在天然植物纖維表面化學鍵合合成高分子的分子鏈的工序，將上述化學鍵合后的纖維和種類與化學鍵合中使用的合成高分子相同或不同的合成高分子混煉的工序，將得到的混煉物成型為規(guī)定形狀的工序。文檔編號C08J5/06GK101563404SQ20078004049公開日2009年10月21日申請日期2007年10月29日優(yōu)先權日2006年10月30日發(fā)明者黑田真一申請人:國立大學法人群馬大學