[發明專利]一種復合植物纖維生物可降解材料的制備方法

有效

• 申請號: 201811510751.2
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109651782B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 馬志國;鄭書芬
• 申請（專利權）人: 黃河科技學院
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L3/02;C08L3/04;C08L97/02;C08L1/02;C08L21/00;C08K5/053;C08J5/06
• 代理公司: 鄭州慧廣知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41160
• 代理人: 朱廣存

本發明涉及一種復合植物纖維生物可降解材料的制備方法，包括以下步驟：(1)椰殼纖維進行纖維素酶和果膠酶酶解和堿處理，得預處理椰殼纖維；(2)苧麻纖維進行低溫等離子處理，然后進行堿處理，得預處理苧麻纖維；(3)按照重量份計，取預處理椰殼纖維10?15份、預處理苧麻纖維5?10份、聚乳酸50?60份、淀粉5?8份、甘油3?5份、橡膠5?8份，備用；(4)然后將上述稱取好的原料在開煉機上進行熔融共混；(5)將開煉后的熔融共混物保壓，成型溫度為，最后經水冷后成型為板材，既得復合植物纖維生物可降解材料。本發明的復合植物纖維生物可降解材料具有良好的綜合性能，相對單獨對植物纖維進行堿處理的復合植物纖維生物可降解材料相比。

技術領域

本發明涉及一種復合植物纖維生物可降解材料的制備方法，屬于復合可降解材料領域。

背景技術

可生物降解聚合物一般可以分為天然和合成兩大類。在合成可降解聚合物中，比較常用的主要有聚乳酸、聚羥基醋酸、聚3-羥基丁酸酯、共聚聚酯、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物等。其中，聚乳酸(PLA)是最有發展前景的也是目前綜合性能最突出的新型綠色高分子材料。聚乳酸的生產原料來源廣泛，且不依賴于石油資源，具有良好的可生物降解性，降解后的產物為二氧化碳和水等小分子物質，能夠被自然界重復利用，因此聚乳酸是一種符合循環經濟的綠色環保型高分子材料。但目前市場上聚乳酸所占的份額還只是一小部分，還未能夠普遍使用，主要是因為其生產成本較高，生產工藝復雜且生產流程長，與傳統石油基聚合物材料相比，其機械性能稍差。植物纖維在自然界中分布比較廣泛，主要是通過后加工處理從植物和農作物的各部位提取而來。將植物纖維用于復合材料中，能夠為植物纖維的循環利用和緩解因燃燒帶來的環境問題找到新的解決方法。因此可以采用添加植物纖維來提高機械性能稍差。但是單一植物纖維自身性能的局限性，在增強聚乳酸復合材料的性能方面存在不足。因此采用具有不同性能的植物纖維進行混雜，來探究混雜植物纖維對于聚乳酸性能的改善作用。一般來講，將兩種具有不同性能的短纖維混雜填充增強同一基體材料，往往能夠產生單一纖維增強復合材料所不能達到的性能。混雜纖維增強復合材料不僅能夠保留單一纖維的性能優勢，還能根據性能需要對復合材料進行設計和調控，使不同纖維之間產生協同增強效應，從而極大地擴展了混雜復合材料的綜合性能和使用范圍。但是由于目前大多數的聚乳酸具有非極性和疏水性，而植物纖維具有極性和親水性，兩種相反的性質導致在二者的復合過程中，基體不能有效的浸潤植物纖維，界面結合力較小，界面剪切強度弱，相容性較差，應力在復合材料界面不能有效地傳遞。這不僅不能充分利用植物纖維的一系列優勢，還會使得界面層出現較多的空隙和應力集中部位，從而影響復合材料的綜合力學性能。

發明內容

本發明提供了一種復合植物纖維生物可降解材料的制備方法，解決了現有植物纖維復合聚乳酸材料相容性不好，導致最終的復合材料綜合性能不好的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種復合植物纖維生物可降解材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)椰殼纖維切成10-15mm的短纖維，按照1g：5ml的比例加水，然后添加0.1％的纖維素酶和0.2％的果膠酶35-40℃，反應10-15min，進行堿處理，得預處理椰殼纖維；

(2)苧麻纖維切成10-15mm的短纖維，進行低溫等離子處理，然后進行堿處理，得預處理苧麻纖維；

(3)按照重量份計，取預處理椰殼纖維10-15份、預處理苧麻纖維5-10份、聚乳酸50-60份、淀粉5-8份、甘油3-5份、橡膠5-8份，備用；

(4)然后將上述稱取好的原料在開煉機上進行熔融共混8-10min，溫度為160-180℃；

(5)將開煉后的熔融共混物在平板硫化機上經預熱后排氣，然后保壓6-8min，成型溫度為180-190℃，壓力為10-15MPa，最后經水冷后成型為板材，既得復合植物纖維生物可降解材料。