[發明專利]一種改性蔗渣-塑料復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410710561.0
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104479267A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 周向陽;嚴志云;謝東;賈志欣;石虹橋;戈明亮
• 申請（專利權）人: 仲愷農業工程學院
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L3/02;C08L51/00;C08K13/02;C08K5/053;C08K5/21;C08K3/38;C08K5/103;C08F289/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲

1.一種改性蔗渣-塑料復合材料的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟：

(1)將干燥蔗渣纖維和研磨介質放入球磨機中，通過機械活化對蔗渣纖維進行活化；

(2)將馬來酸酐溶于丙酮配制成溶液，再將經過步驟(1)活化的蔗渣纖維加入該溶液中，攪拌均勻后，自然揮發晾干；然后將干燥后的蔗渣再放入球磨機中，同時加入引發劑BPO，升溫至80℃后保溫10～30min，加入研磨介質，通過機械活化強化馬來酸酐接枝改性蔗渣聚合反應的進行；將產物經過丙酮抽提后得改性蔗渣纖維；

(3)將樹脂基體，與復配增塑劑、硼砂以及加工助劑在高速混合機中以650～1300轉/min的轉速預混至物料溫度為50℃，再加入步驟(2)所得改性蔗渣纖維以650～1300轉/min的轉速充分混合，得到預混物；所述復配增塑劑的質量為樹脂基體質量的30～50％；所述硼砂的質量為樹脂基體質量的0.5～1％；所述加工助劑的質量為樹脂基體質量的0.5％；所述改性后的蔗渣纖維的質量為樹脂基體質量的1～50％；

(4)將步驟(3)所得預混物熔融擠出，制成改性蔗渣-塑料復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種改性蔗渣-塑料復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述干燥蔗渣纖維的細度為100目；所述研磨介質為球介質和棒介質；所述機械活化是以轉速為20～60轉/min，在溫度40～75℃條件下進行的；所述活化的時間為10～180min。

3.根據權利要求1所述的一種改性蔗渣-塑料復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述機械活化是在溫度40℃條件下進行的；所述活化的時間為60～90min。

4.根據權利要求1所述的一種改性蔗渣-塑料復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)所述溶液是將馬來酸酐和丙酮按照質量比1:2～1:5混合配置而成；所述經過步驟(1)活化的蔗渣纖維和溶液的固液比為1:2～1:10，馬來酸酐的質量是蔗渣纖維質量的5～10％；所述BPO的加入量為干燥后的蔗渣質量的4～10％；所述研磨介質為球介質和棒介質；所述機械活化是以轉速為60～120轉/min，在溫度75～80℃條件下進行的；所述聚合反應的時間為60～120min；所述丙酮抽提是在80℃下抽提24～48h。

5.根據權利要求1所述的一種改性蔗渣-塑料復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)所述樹脂基體為PVA和淀粉中的至少一種，所述PVA為PVA1788或PVA1799，所述淀粉為玉米淀粉或番薯淀粉；所述復配增塑劑為水、多元醇和酰胺類化合物的混合物，三者質量比為3：5：2；所述加工助劑為硬脂酸類化合物；步驟(4)所述熔融擠出是在單螺桿擠出機中造粒后將粒料用注塑成型機注塑成型。

6.根據權利要求5所述的一種改性蔗渣-塑料復合材料的制備方法，其特征在于：所述多元醇為乙二醇、丙二醇或甘油；所述酰胺類化合物為尿素、甲酰胺或乙酰胺；所述硬脂酸類化合物為硬脂酸單甘脂、硬脂酸鈣或硬脂酸。

7.根據權利要求5所述的一種改性蔗渣-塑料復合材料的制備方法，其特征在于：所述多元醇為甘油；所述酰胺類物質為尿素；所述硬脂酸類化合物為硬脂酸單甘脂。

8.根據權利要求5所述的一種改性蔗渣-塑料復合材料的制備方法，其特征在于：所述造粒的溫度區間分別為115℃、120℃、120℃和115℃；所述注塑成型機溫度區間分別為120℃、115℃和110℃，鎖模壓力為140kgf/cm²注射壓力為55kgf/cm²。

9.一種根據權利要求1～8任一項所述方法制備得到的改性蔗渣-塑料復合材料。

10.根據權利要求9所述的改性蔗渣-塑料復合材料在制備快餐盒、食品包裝、育種、栽培領域中的應用。