[發明專利]一種可生物降解的堿木質素復合材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202110903816.5
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113583438B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 謝勤;余立寧;祝金俠
• 申請（專利權）人: 海南金海漿紙業有限公司
• 主分類號: C08L77/04
• 分類號: C08L77/04;C08L97/00;C08K3/34;C08K5/54;C08J5/18
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 趙曉娟

本發明公開了一種可生物降解的堿木質素復合材料，包括以下重量配比的原料：堿木質素10?60份、聚谷氨酸20?80份、蒙脫土10?30份、硅烷偶聯劑20?40份、甘油30?200份和溶劑200?400份。本發明還公開了所述可生物降解的堿木質素復合材料的制備方法及其在薄膜、片材或板材上的應用。本發明所述可生物降解的堿木質素復合材料能夠充分利用造紙副產品堿木質素的可生物降解的堿木質素復合材料，同時也改善率原材料聚谷氨酸的性能，使得堿木質素復合材料具有較好的阻隔性能和拉伸強度，以及低的吸水率，從而擴大了堿木質素復合材料的應用范圍。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，特別涉及一種可生物降解的堿木質素復合材料、制備方法及其應用。

背景技術

隨著經濟社會的快速發展，高分子材料尤其是塑料薄膜、片材及板材的廣泛使用給人們的生活帶來了極大的便利，而絕大部分塑膠產品都由石油提煉出來，而此類塑膠物品很難降解，降解時間需要百年，很大程度上對環境造成了污染，這就是人們所熟悉的“白色污染”。自2020年1月新版“禁塑令”出臺后，各地方“禁塑”政策出臺明顯加快。根據中央及地方政策內容，未來2-5年內，禁塑政策即將在全國大范圍鋪開。然而大部分企業將關注的重點集中在材料合成上，國內在降解塑料制品性能提升研究方面的力量尚顯薄弱。

木質素是一種可再生、可降解的天然高分子物質，具有高抗沖擊強度、良好的耐熱性、耐水性和廉價易得等優點。木質素及其衍生物結構中含有大量含氧活性官能團，但由于芳香環之間存在π-π作用，結構中羧基、羥基以及各種醚鍵之間的氫鍵作用，木質素聚集嚴重，疏水鏈易包裹活性官能團而形成聚集體，比表面積小；其熱解溫度在100～180℃之間，具有良好的耐熱性。作為制漿造紙工業的副產品，每年產生的大量堿木質素有待利用。AL由燒堿法或硫酸鹽法化學制漿而得，AL疏水但可溶于堿性介質，具有較低的硫含量和較高的反應活性。將木質素及其衍生物與其他材料共混可以制得性能優異的復合材料，同時可減輕造紙廢液對環境的污染。Chirico等將木質素與聚丙烯(PP)共混，并與添加三聚氰胺、磷酸二氫銨等阻燃劑的共混體系做了比較，證明木質素的添加提高了PP的熱穩定性，降低了熱釋放速率。

聚谷氨酸(γ－PGA)是一類可生物降解的氨基酸聚合物，γ－PGA合成的方法主要有化學合成法、提取法和微生物發酵法，其中，利用微生物發酵制備γ－PGA，具有原料易得、可循環再生、符合可持續發展的特點，有很好的經濟價值和應用前景。目前，已發現γ－聚谷氨酸是一種可用于包裝材料的聚氨基酸。γ－PGA具有較好的成膜性、可塑性、粘結性和可以生物降解等優點，是一種對人體和環境無毒害的高分子化合物。但γ－PGA具有強吸水性，用于食品包裝材料時，γ－PGA的阻隔性并不能滿足要求。

因此，為充分利用造紙工業的副產品，同時改善γ－PGA在食品包裝、加工工藝及功能材料等方面的性能，故進行堿木質素和聚谷氨酸共混的研究。

發明內容

鑒以此，本發明的目的在于提出一種能夠充分利用造紙副產品堿木質素的可生物降解的堿木質素復合材料，同時也改善率原材料聚谷氨酸的性能，使得堿木質素復合材料具有較好的阻隔性能和拉伸強度，以及低的吸水率，從而擴大了堿木質素復合材料的應用范圍。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種可生物降解的堿木質素復合材料，包括以下原料：堿木質素、聚谷氨酸、蒙脫土和硅烷偶聯劑。

進一步的技術方案是，所述原料還包括甘油。

進一步的技術方案是，所述原料還包括溶劑二甲基亞砜或N－甲基－2－吡咯烷酮。

進一步的技術方案是，所述原料的重量配比為堿木質素10-60份、聚谷氨酸20-80份、蒙脫土10-30份、硅烷偶聯劑20-40份、甘油30-200份和溶劑200-400份。

進一步的技術方案是，所述原料的重量配比為堿木質素30份、聚谷氨酸50份、蒙脫土20份、硅烷偶聯劑30份、甘油100份和溶劑150份。