[發(fā)明專利]一種基于固相接枝甘蔗渣的全降解復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410464948.2
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104231330B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戈明亮;鄭羅云;周向陽
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L29/04;C08L51/00;C08F289/00;C08K13/02;C08K3/38;C08K5/103;C08K5/053;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種全降解復(fù)合材料及其制備方法，具體涉及一種基于固相接枝甘蔗渣的全降解復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

淀粉基生物分解塑料是目前國內(nèi)外研究最充分的生物分解塑料，在我國尤其受青睞。作為填充劑淀粉可以是原淀粉、物理改性淀粉或化學(xué)改性淀粉，也可以是與單體反應(yīng)形成的共聚物，可與淀粉共混的合成樹脂有聚乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等。其中聚乙烯醇添加的淀粉可完全降解具有很大的優(yōu)勢。甘蔗渣作為一種農(nóng)業(yè)固體廢棄物，長期被造紙行業(yè)作為制漿原料，由于近年來造紙行業(yè)產(chǎn)能過剩甘蔗渣的綜合利用成為亟待解決的問題。通過將固相接枝改性后的甘蔗渣填充到淀粉基塑料中既可以解決這個問題又可以極大地改善甘蔗渣直接填充到淀粉基塑料中制品綜合性能差的缺點，擴(kuò)寬了廢物利用的范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種可完全降解，無污染，環(huán)境友好型，同時力學(xué)性能和耐水性能良好的淀粉、PVA、甘蔗渣復(fù)合材料及其制備方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種基于固相接枝甘蔗渣的全降解復(fù)合材料，所述材料由基料、改性甘蔗渣、硼砂、單硬脂酸甘油酯、甘油、水和抗氧劑1010混配制成；所述基料為淀粉和PVA的混合物，以基料為基準(zhǔn)，每100重量份的淀粉和PVA混合物料中還包括：10-50重量份的改性甘蔗渣，20-40重量份的甘油，10-50重量份的水，1-5重量份的硼砂和0.3-0.8重量份的單硬脂酸甘油酯，0.1-0.8重量份的抗氧劑1010；其中淀粉和PVA的比例范圍在3:2-3:1。

優(yōu)選地，所述改性甘蔗渣的制備方法如下：

a）將甘蔗渣暴曬破碎后過篩，加入堿液，反應(yīng)后，清水洗至中性并過濾，烘干，得到活化處理過的甘蔗渣；

b）將步驟a）中活化處理過的甘蔗渣，加入到反應(yīng)釜中，并加入去離子水，攪拌均勻，保溫；

c）將引發(fā)劑溶解在去離子水中配成溶液，加入到將步驟b）反應(yīng)體系，攪拌反應(yīng)30-60分鐘；

d）向步驟c）反應(yīng)體系中加入反應(yīng)單體，攪拌，反應(yīng)，得到反應(yīng)粗產(chǎn)物；

e）將步驟d）中的反應(yīng)粗產(chǎn)物用去離子水過濾洗滌3-5遍，置于真空干燥箱中，于80-105℃，干燥8-12小時，得甘蔗渣接枝甲基丙烯酸甲酯共聚物的粗產(chǎn)物；

f）用濾紙將步驟e）中的到的甘蔗渣接枝甲基丙烯酸甲酯共聚物的粗產(chǎn)物包住，采用索氏提取法提純，得到甘蔗渣接枝甲基丙烯酸甲酯共聚物。

優(yōu)選地，步驟a）中所述的堿液包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、濃氨水或氫氧化鋇中的一種以上；所述堿液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-5%；所述甘蔗渣與堿液的固液質(zhì)量比為1：20-1:50；所述反應(yīng)是在50-80℃下高速攪拌反應(yīng)1-4個小時；其中攪拌速率為20-50轉(zhuǎn)/分鐘；所述烘干溫度為80-105℃；所述過篩為過80-200目篩。

優(yōu)選地，步驟b）中所述的去離子水的加入量為活化處理過的甘蔗渣質(zhì)量的1-4倍；所述保溫溫度為80-105℃。

優(yōu)選地，步驟c）中所述的引發(fā)劑為過硫酸銨；所述的引發(fā)劑的加入量為活化處理過的甘蔗渣質(zhì)量的0.05-0.15倍；所述去離子水的量為甘蔗渣質(zhì)量的0.1-1倍。

優(yōu)選地，步驟d）中所述反應(yīng)單體為甲基丙烯酸甲酯；所述反應(yīng)單體的量為活化處理過的甘蔗渣量的0.1-1倍；所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50-80℃，所述反應(yīng)的反應(yīng)時間為30-60分鐘。

優(yōu)選地，步驟f）中所述的采用索氏抽提法以丙酮為抽提溶劑，50-80℃下連續(xù)抽提24-48小時，再將抽提產(chǎn)物用去離子水洗滌3-5次，于真空干燥箱中80-105℃干燥8-12小時卻即為純接枝共聚物。

一種基于固相接枝甘蔗渣的全降解復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）預(yù)混料：將淀粉和PVA稱量投入高速混合機(jī)高速攪拌5-15分鐘，調(diào)低速后將硼砂和單硬脂酸甘油酯，加入水中攪拌均一后倒入混合機(jī)，繼續(xù)高速混合5-15分鐘，將甘油與水混合均勻在低速下分兩次加入混合機(jī)，保證混合機(jī)筒內(nèi)物料不超過45℃的情況下繼續(xù)混合5-15分鐘；所述高速攪拌速率為50-100轉(zhuǎn)/分鐘；所述低速速率為30-50轉(zhuǎn)/分鐘；

（2）自然晾干：將步驟（1）所得物料置于托盤，鋪成薄薄的一層，厚度在1-3厘米，在室內(nèi)自然晾曬12-24小時，并保持室內(nèi)濕度在40-60%；

（3）混料：將步驟（2）所得物料加入高速混合機(jī)，加入改性甘蔗渣和抗氧劑1010，高速混合5-15分鐘后出料；所述高速混合的速率為50-100轉(zhuǎn)/分鐘；