[發明專利]一種利用Pickering乳液制備木質素/聚乳酸復合薄膜的方法

有效

• 申請號: 201810940480.8
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109233231B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 隋曉鋒;李祥;王碧佳;毛志平;徐紅;鐘毅;張琳萍;張云崇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/00;C08J5/18
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 黃志達;魏峯

本發明涉及一種利用Pickering乳液制備木質素/聚乳酸復合薄膜的方法，包括：(1)將木質素懸浮液作為水相，溶于有機溶劑的聚乳酸作為油相，均質，制備得到Pickering乳液；(2)將Pickering乳液靜置，溶劑揮發后加水，過濾，烘干，得到木質素/聚乳酸復合材料；最后經過熱壓，得到木質素/聚乳酸復合薄膜。本發明利用Pickering乳液法將木質素均勻的分散到了聚乳酸基質中，提高了木質素的利用率，降低了復合材料的成本，制備了具有紫外防護性能的復合薄膜；制備的薄膜與熔融共混法和溶劑揮發法制備的薄膜相比，具有更高的拉伸強度和彈性模量。

技術領域

本發明屬于聚乳酸納米復合材料領域，特別涉及一種利用Pickering乳液制備木質素/聚乳酸復合薄膜的方法。

背景技術

聚乳酸(polylactic acid，PLA)是以可再生植物資源為原料制備的環境友好型熱塑性高分子材料，具有優良的可加工性、生物可降解性和生物相容性，可以應用于食品包裝、工程塑料、生物醫藥等諸多領域。然而，聚乳酸卻有結晶速率慢和性能單一等缺點，往往不能滿足很多應用場合的需要。通過化學或物理的方法對聚乳酸進行處理，可以克服聚乳酸的缺點。目前，為改善聚乳酸的性能和增加聚乳酸附加值的主要方法是將天然高分子材料作為“綠色”填料，與聚乳酸進行簡單的物理摻雜制備聚乳酸復合材料。

木質素(lignin)是植物界中含量僅次于纖維素的天然生物質高分子，是一種復雜的、非結晶性的、三維網狀酚類聚合物，具有抗菌、抗氧化和抗紫外等功能。但木質素受制于其來源的多樣性，結構的復雜性，僅有大約5％利用率。至今為止，工業木質素主要作為廉價燃料燒掉或任意排放，不僅造成了資源浪費，還帶來嚴重的環境污染。對木質素進行深加工高效應用，對環境和經濟都有著積極的意義。

現今通過物理摻雜制備木質素/聚乳酸復合材料的方法主要有兩種：第一種方法是熔融共混法(Gordobil O,Delucis R,Egüés I,et al.Industrial Crops andProducts,2015,72,46-53)，將木質素與聚乳酸通過機械攪拌熔融共混制備復合材料，但使用的木質素粒子尺寸不一，難以實現均勻分散，導致整體性能的下降；或者將木質素進行化學改性，然后與聚乳酸進行熔融共混，制備復合材料。專利CN106928670A將木質素進行氧化改性，然后與聚乳酸進行熔融復合制備復合材料，再熱壓成型。第二種方法是溶劑揮發法(Gordobil,O.,Egüés,I.,Labidi,J.Reactive and Functional Polymers 2016,104,45-52.)，將化學改性的木質素和聚乳酸同時分散到有機溶劑中，然后將溶劑揮發制備復合材料，其缺點是由于木質素本身的不明確的化學結構，使得化學改性調控更加困難，增加實驗的操作難度和經濟成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種利用Pickering乳液制備木質素/聚乳酸復合薄膜的方法，該方法通過Pickering乳液法，將木質素均勻的分散到了聚乳酸基質中，克服了木質素化學改性難以調控的問題。

本發明提供了一種利用Pickering乳液制備木質素/聚乳酸復合薄膜的方法，包括：

(1)將木質素懸浮液作為水相，溶于有機溶劑的聚乳酸作為油相，均質，制備得到Pickering乳液；其中，木質素占聚乳酸的質量分數為1.5-20％；

(2)將步驟(1)的Pickering乳液靜置，溶劑揮發后加水，過濾，烘干，得到木質素/聚乳酸復合材料；最后經過熱壓，得到木質素/聚乳酸復合薄膜。

所述步驟(1)中的木質素為堿木質素、硫酸鹽木質素或酶木質素等不溶于水的木質素；木質素懸浮液中木質素的質量分數為0.4-1.5％。

所述步驟(1)中的木質素懸浮液為使用乙二醇、1,3-丁二醇或1,4-丁二醇制備的木質素懸浮液或使用含水丙酮、含水乙醇制備的木質素懸浮液或使用氫氧化鈉溶液制備的木質素懸浮液。