[發(fā)明專利]仿木完全可生物降解復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110770905.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN113278267B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李寧;史錦輝;熊曉莉;云雯;張桂芝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶工商大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L67/02
• 分類號(hào): C08L67/02;C08L97/02
• 代理公司: 重慶航圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50247
• 代理人: 霍本俊

本發(fā)明公開了一種仿木完全可生物降解復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用；所述復(fù)合材料包括如下重量份的原料組分：聚丁二酸丁二醇酯樹脂50?90份，生物粉碎秸稈粉末10?50份；其中生物粉碎秸稈粉末為黃粉蟲啃食秸稈后得到的黃粉蟲糞。本發(fā)明解決了秸稈/PBS復(fù)合材料生產(chǎn)中存在的秸稈粉碎問題和復(fù)合材料相容性等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物降解材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿木完全可生物降解復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)樹脂呈乳白色，無(wú)嗅無(wú)味，易被自然界的多種微生物或動(dòng)植物體內(nèi)的酶分解、代謝，最終分解為二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。 PBS具有良好的生物相容性和生物可吸收性，密度1.26g/cm³，熔點(diǎn)114℃，根據(jù)分子量的高低和分子量分布的不同，結(jié)晶度在30～45％之間。PBS具有良好可生物降解性能的聚合物，與聚乳酸、聚羥基烷酸酯、聚己內(nèi)酯等可生物降解塑料相比，PBS價(jià)格相對(duì)較低，力學(xué)性能優(yōu)異，耐熱性能好，熱變形溫度接近100℃，是國(guó)內(nèi)外在生物降解塑料研發(fā)方面的重點(diǎn)。

近年來，具有良好的綜合性能的PBS迅速成為可廣泛推廣應(yīng)用的通用型完全生物降解塑料的研究熱點(diǎn)。但是，由于PBS生產(chǎn)成本較高，嚴(yán)重制約其發(fā)展和廣泛應(yīng)用。在這一背景下，廉價(jià)的再生周期短的秸稈纖維進(jìn)入了研究者的視野，將經(jīng)過處理的秸稈纖維作為增強(qiáng)材料，制備可生物降解秸稈/PBS復(fù)合材料，該復(fù)合材料結(jié)合了PBS和秸稈纖維的優(yōu)點(diǎn)，大大降低了產(chǎn)品的成本，而且對(duì)于解決能源短缺和環(huán)境污染有十分重要的意義。

但是，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)秸稈的粉碎處理存在諸多問題，比如機(jī)械粉碎不能保證秸稈粉末的均勻性和精細(xì)化粉碎，并且粉碎時(shí)現(xiàn)場(chǎng)粉塵較大，嚴(yán)重時(shí)有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。另外，秸稈是天然生物質(zhì)原料，含有大量的纖維素和木質(zhì)素，將其直接粉碎后用于制備秸稈/PBS復(fù)合材料，因秸稈粉末與PBS之間相容性較差，就很難起到對(duì)PBS增加性能的效果。此外，秸稈內(nèi)還含有水分、脂肪、淀粉、蛋白質(zhì)及一些小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)極易揮發(fā)或變質(zhì)腐壞，若不加處理直接將秸稈與PBS直接混合，則會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料出現(xiàn)性能不穩(wěn)定的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種仿木完全可生物降解復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，解決秸稈/PBS復(fù)合材料生產(chǎn)中存在的秸稈粉碎問題、秸稈粉末的成分和相容性問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種仿木完全可生物降解復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括如下重量份的原料組分：聚丁二酸丁二醇酯樹脂50-90份，生物粉碎秸稈粉末10-50份；其中生物粉碎秸稈粉末為黃粉蟲啃食秸稈后得到的黃粉蟲糞。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述秸稈為青儲(chǔ)秸稈。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述秸稈中還混有麥麩。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述復(fù)合材料還包括如下重量份的原料組分：天然增強(qiáng)纖維1-5 份。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述天然增強(qiáng)纖維為白麻麻絲、劍麻麻絲和拉菲草絲中的一種或幾種。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述生物粉碎秸稈粉末的粒徑為40-60目。

本發(fā)明還公開了上述仿木完全可生物降解復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)用秸稈喂食黃粉蟲，收集黃粉蟲啃食秸稈后得到的黃粉蟲糞，得到生物粉碎秸稈粉末；

(2)將生物粉碎秸稈粉末與聚丁二酸丁二醇酯樹脂共混，然后加入擠出機(jī)中擠出造粒，得到所述復(fù)合材料。

本發(fā)明還公開了上述仿木完全可生物降解復(fù)合材料在制備仿木產(chǎn)品中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明將生物粉碎作為一種全新的粉碎方式應(yīng)用到復(fù)合材料生產(chǎn)中，本發(fā)明將黃粉蟲啃食秸稈后得到的黃粉蟲糞作為生物粉碎秸稈粉末，有以下四個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：