[發(fā)明專利]一種微晶纖維素復(fù)合聚丁二酸丁二醇酯材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110197763.6
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN102260404A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王亞明;焦鐵果;李銘;米立偉;李倩;申長雨
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L1/02;C08L1/14
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 張紹琳;孫詩雨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微晶纖維素復(fù)合聚丁二酸丁二醇酯材料及其制備方法，屬于生物降解高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)塑料制品已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟和日常生活的各個方面，但是，塑料廢棄后在自然中難以降解，造成越來越嚴重的環(huán)境污染問題。生物可降解塑料則是解決塑料廢棄物污染的重要途徑。聚丁二酸丁二醇酯是重要的可生物降解塑料之一，它既具有和傳統(tǒng)塑料聚乙烯、聚丙烯類似的力學性能，又可以在現(xiàn)有聚烯烴的成型加工設(shè)備上進行加工，而廢棄后能在土壤中完全降解為二氧化碳和水，對環(huán)境不產(chǎn)生污染。另外，聚丁二酸丁二醇酯是由丁二酸、丁二醇單體通過化學聚合合成，而相應(yīng)的單體則可以通過生物質(zhì)發(fā)酵而來。與石油基降解塑料相比，由于生物質(zhì)資源的可再生性，這類降解塑料無論從能源替代、CO₂減少，還是從環(huán)境保護都有重要意義。目前，聚丁二酸丁二醇酯可以用做一次性餐具、包裝袋、化妝品瓶等。

聚丁二酸丁二醇酯的缺點之一是在常溫下較軟、剛性不足，應(yīng)用范圍受到限制。為了在不犧牲聚丁二酸丁二醇酯的生物降解性能的前提下提高PBS的模量，通常的做法是將聚丁二酸丁二醇酯和植物纖維復(fù)合。纖維素是植物纖維的主要成分，棉花的纖維素含量接近100%，一般木材中，纖維素占40-50%，此外，麻、麥稈、稻草、甘蔗渣等，都是纖維素的豐富來源。纖維素的結(jié)晶度大約在20-90%的范圍。纖維素通過酸解可以得到微晶纖維素。微晶纖維素比非晶纖維素以及纖維素本身更剛更強，因此，它應(yīng)該是一種比纖維素更好的增強填料。另外，和玻璃纖維、碳黑等無機填料相比，微晶纖維素的優(yōu)點在于：低密度、對設(shè)備磨損小、可再生、可生物降解。

由于微晶纖維素具有親水性、而聚丁二酸丁二醇酯具有憎水性，因此，如何提高微晶纖維素和聚丁二酸丁二醇酯之間的界面結(jié)合是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種微晶纖維素復(fù)合聚丁二酸丁二醇酯材料的制備方法，以實現(xiàn)提高聚丁二酸丁二醇酯模量的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的微晶纖維素復(fù)合聚丁二酸丁二醇酯材料，由下述重量份的原料密煉而成：聚丁二酸丁二醇酯60-80重量份，微晶纖維素20-40重量份，增容劑醋酸丁酸纖維素酯0-5重量份。

所述的聚丁二酸丁二醇酯的熔融指數(shù)為1.4~20克/10分鐘。

所述的微晶纖維素平均粒徑為25~75?μm。

所述的醋酸丁酸纖維素酯中乙酰基含量為2~13.5%，丁酰基含量為37~52%，醋酸丁酸纖維素酯的數(shù)均分子量為20000~70000。

本發(fā)明的的微晶纖維素復(fù)合聚丁二酸丁二醇酯材料的制備方法如下：將60-80重量份聚丁二酸丁二醇酯，20-40重量份微晶纖維素，0-5重量份增容劑醋酸丁酸纖維素酯，在50?^oC真空烘箱中干燥8小時，然后在橡塑混煉機上在170?^oC以40轉(zhuǎn)/分鐘密煉6分鐘得到產(chǎn)物。

本發(fā)明的微晶纖維素復(fù)合聚丁二酸丁二醇酯材料的模量比純聚丁二酸丁二醇酯有很大改善，阻尼性能較純聚丁二酸丁二醇酯有較大提高，拓寬了純聚丁二酸丁二醇酯的應(yīng)用范圍，且復(fù)合材料完全生物降解。本發(fā)明所使用的原材料簡單易得，均很容易在市場上買到；同時本發(fā)明的方法工藝簡單、設(shè)備普通，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的復(fù)合材料可用于制備板材、片材、發(fā)泡和注塑成型塑料件。

附圖說明

圖1是聚丁二酸丁二醇酯及其復(fù)合材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。其中，(a)?對應(yīng)的是聚丁二酸丁二醇酯，(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)?分別對應(yīng)例1、2、3、4、5、6中所得到的各復(fù)合材料。

圖2是聚丁二酸丁二醇酯及其復(fù)合材料的儲能模量隨溫度的變化圖。其中，(a)?對應(yīng)的是聚丁二酸丁二醇酯，(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)?分別對應(yīng)例1、2、3、4、5、6中所得到的各復(fù)合材料。

圖3是聚丁二酸丁二醇酯及其復(fù)合材料的損耗因子隨溫度的變化圖。其中，(a)?對應(yīng)的是聚丁二酸丁二醇酯，(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)?分別對應(yīng)例1、2、3、4、5、6中所得到的各復(fù)合材料。

圖4是聚丁二酸丁二醇酯及其復(fù)合材料斷面的掃描電子顯微鏡圖。其中，(a)對應(yīng)的是聚丁二酸丁二醇酯，(b)、(c)、(d)、(e)分別對應(yīng)例2、4、5、6中所得到的各復(fù)合材料。

具體實施方式