[發明專利]改性纖維素/聚乳酸復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710255781.2
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107118393B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 王曉峰;崔希;周玉;朱燕超;楊曉敏;王子忱
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08L67/04;C08L1/08;C08L1/32;C08K7/06;C08K3/04;C08B37/14;C08H7/00;C08H8/00
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所 22206
• 代理人: 李曉莉

改性纖維素/聚乳酸復合材料的制備方法，屬于生物質能源化工技術領域，將玉米秸稈經酸水解半纖維素，再經堿溶木質素預處理，制備纖維素前驅體；將纖維素前驅體粉碎分散制備原纖化纖維素，再經阻燃劑浸漬、低溫氧化處理得脫羥纖維素；將脫羥纖維素打散，再經低溫炭化制備炭纖維；將原纖化纖維經次氯酸鈉氧化制備羧化纖維素，再與聚乙二醇酯化制備酯化纖維素；將脫羥基纖維素、碳化纖維及酯化纖維素加入密煉機與聚乳酸捏合混煉，再經開煉機均化分散制備改性纖維素/聚乳酸復合材料。本發明采用不同方法對纖維素改性處理，具體采用機械打散粉碎、阻燃劑浸漬、低溫氧化、高溫碳化、羧化酯化方法，提高了纖維素強度、流動性及與聚乳酸界面相容性。

技術領域

本發明屬于生物質能源化工技術領域，涉及改性纖維素/聚乳酸復合材料的制備方法，具體涉及機械打散粉碎、阻燃劑浸漬、低溫氧化、高溫碳化、羧化酯化等對纖維素改性的方法，并將脫羥基纖維素、碳化纖維素及酯化纖維素加入密煉機與聚乳酸捏合混煉，再經開煉機均化分散制備改性纖維素/聚乳酸復合材料的方法。

背景技術

聚乳酸(PLA)是一種天然淀粉塑料，

而且在商業市場上是生物聚合物的“先鋒”不但制備原材料來源廣泛，而且具有可持續發展性。聚乳酸具有良好的生物相容性、降解可吸收性以及可塑性，在開拓新型聚合物材料已成為熱點的今天，聚乳酸具有廣闊的應用前景。PLA可制成纖維縫合線材料，這種縫合線具有一定的力學強度，既能滿足縫孔強度要求，又能隨傷口愈合而被機體緩慢分解吸收，無須拆線，特別適合人體深部組織的傷口縫合。目前，基本的合成路線是以丙交醋開環聚合獲得PLA。由于丙交醋主要依賴于進口,價格很高,所得材料主要用于生物醫學領域,如骨科內固定的釘、棒、模板材料,組織工程中的細胞生長臨時支架材料,以發藥物控制緩釋劑的載休材料。但是，PLA商品化生產的主要障礙是生產工藝復雜、流程長，產品成本高。所以降低PLA材料制備的成本，將會極大地促進PLA商品的生產和應用。

植物纖維是自然界最為豐富的天然高分子材料,自然界中每年生長的纖維素(以天然植物纖維的形式存在)總量多達千億噸,在自然資源日見缺乏的今天,充分利用植物纖維資源的潛力,及其密度小、強度高、剛度高、柔韌性好、絕緣、隔熱、表面相對粗糙等特點，并且可回收、可降解、可再生的特點，用來代替人造玻璃纖維或者礦物填料等制備熱塑性和熱固性復合材料,具有廣闊的發展前景。

將植物纖維與聚乳酸制備復合,制備成的復合材料可稱為“綠色復合材料”,其原料完全源自可再生的非石油資源,并且在一定的條件下,可完全降解為二氧化碳和水,可以從根本上解決由石油資源枯竭造成的原料不足和廢棄物所造成的環境問題。

但植物纖維本身具有親水性和吸濕性,聚乳酸材料本身具有疏水性且脆性大、耐熱性較差等，導致植物纖維與聚乳酸材料之間的界面相容性較差，纖維素/聚乳酸材料的耐濕熱性能差，纖維長徑比很大，在聚乳酸材料中易纏繞團聚，分散性差，纖維素/聚乳酸復合材料的抗沖擊性強度、耐熱性亦不好。所以制備脆性小、耐熱性好、抗沖擊強度高、成本低的纖維素/聚乳酸復合材料的技術亟待解決。