[發(fā)明專利]植物纖維/木質(zhì)素/淀粉復(fù)合材料的配方及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010886719.5
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111961260A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李方義;李劍峰;李建勇;張傳偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C08L3/04
• 分類號: C08L3/04;C08L97/00;C08L97/02;C08J9/10;C08J9/08;D06M11/50;D06M13/432;C08B31/18;C08B31/04;D06M101/06
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

1.一種組合物，其特征在于：由以下重量份的組分組成：

植物纖維30-60份，木質(zhì)素纖維30-60份，淀粉50-100份，植物纖維改性劑A 3-6份，植物纖維改性劑B 2-4份，淀粉改性劑A 4-8份，淀粉改性劑B 2-4份，淀粉改性劑C 4-8份，發(fā)泡劑5-6份，填料50-55份，脫模劑1-2份，水300-400份；

植物纖維改性劑A為尿素；植物纖維改性劑B為過氧化氫；淀粉改性劑A為甘油；淀粉改性劑B為過氧化氫；淀粉改性劑C為乙酸正丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于：所述植物纖維為劍麻纖維、小麥秸稈纖維、玉米秸稈纖維或稻草秸稈纖維；上述植物纖維產(chǎn)量大、易獲取、價格低。

進(jìn)一步的，所述淀粉為木薯淀粉或玉米淀粉；

進(jìn)一步的，所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺或碳酸氫鈉；

進(jìn)一步的，所述填料為蛋殼粉或滑石粉；

進(jìn)一步的，所述脫模劑為硬脂酸。

3.一種植物纖維/木質(zhì)素/淀粉復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

將植物纖維進(jìn)行高溫水汽蒸爆、粉碎、過氧化氫浸泡及尿素溶液浸泡處理，得到改性植物纖維；

將淀粉進(jìn)行糊化、氧化、塑化和酯化，得到交叉改性淀粉；

向交叉改性淀粉中加入發(fā)泡劑后攪拌，然后加入填料，混合均勻，最后加入脫模劑，攪拌均勻，得漿料；

將漿料與木質(zhì)素纖維和改性植物纖維混合后，進(jìn)行模壓成型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：植物纖維高溫水汽蒸爆處理的溫度為120-125℃，壓強(qiáng)為220-250Kpa，保持時間為15-20min；

進(jìn)一步的，植物纖維高溫水汽蒸爆處理的瞬間爆破時間為0.1秒；

進(jìn)一步的，蒸爆后的植物纖維用清水清洗2-4遍。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：植物纖維粉碎后的長度為2-5mm；植物纖維過長會影響材料成型過程中的流變性，難以制備完整制品；植物纖維過短會影響生物質(zhì)制品的力學(xué)性能，增強(qiáng)作用被削弱。

進(jìn)一步的，植物纖維在過氧化氫溶液中浸泡的時間為20-30min，過氧化氫溶液的濃度為10-12wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述尿素溶液的濃度為6-8wt％，尿素溶液的溫度為-10℃--8℃；

進(jìn)一步的，植物纖維在尿素溶液中的浸泡時間為20-30min。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：淀粉的糊化溫度為75-85℃，糊化時間為20-30min；

進(jìn)一步的，對淀粉進(jìn)行氧化的氧化劑為過氧化氫；

進(jìn)一步的，對淀粉進(jìn)行氧化的溫度為20-25℃，氧化時間為30-45min；

進(jìn)一步的，對淀粉進(jìn)行塑化的溫度為75-85℃，塑化時間為10-15min，塑化劑為甘油或乙二醇；

進(jìn)一步的，對淀粉進(jìn)行酯化的酯化劑為乙酸正丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯；

進(jìn)一步的，向交叉改性淀粉中加入發(fā)泡劑、填料、脫模劑的過程中，保持體系溫度為75-85℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：進(jìn)行模壓成型的上模具和下模具的溫度均為190-205℃，合模后的壓強(qiáng)為6-8MPa；

進(jìn)一步的，模壓過程中，模具加熱時間為60-90s。

9.權(quán)利要求3-8任一所述植物纖維/木質(zhì)素/淀粉復(fù)合材料的制備方法制備得到的開放式泡孔結(jié)構(gòu)的植物纖維/木質(zhì)素/淀粉復(fù)合材料。

10.權(quán)利要求9所述開放式泡孔結(jié)構(gòu)的植物纖維/木質(zhì)素/淀粉復(fù)合材料在工業(yè)包裝材料或一次性餐飲具中的應(yīng)用。