[發明專利]一種可生物降解的高性能改性粒子材料以及其制備方法

在審

• 申請號: 202111048117.3
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113788991A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 譚卓華;譚曉露;黃煒嵐
• 申請（專利權）人: 廣州綠徽新材料研究院有限公司
• 主分類號: C08L3/20
• 分類號: C08L3/20
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

1.一種可生物降解的高性能改性粒子材料，其特征在于：由以下重量份的原料制成：氧化改性高直鏈淀粉70～90份、復合增塑劑6-10份、天然有機植物纖維材料3～8份、組合改性劑1-3份、聚乳酸PLA 20～30份、功能助劑1份、改良劑1-1.5份、改性納米碳纖維4-10份，無機填料10～15份；

所述改性納米碳纖維制備方法如下：

1）制備羥基化改性多孔納米碳纖維：稱取一定量的碳酸氫銨和聚乙烯醇，加入到一定量的去離子水中，磁力攪拌均勻得打混合水溶液，混合水溶液中聚乙烯醇的質量濃度為15%，碳酸氫銨的質量濃度0.1-1%；按照聚乙烯醇：熱固性酚醛樹脂質量比2.5:1，在混合水溶液中加入熱固性酚醛樹脂，在50℃水浴條件下超聲處理3h得到均一透明溶液；將上述均一透明溶液作為靜電紡絲液，加入到微量注射泵中，微量注射泵的針頭施加22-28kV電壓，負極接收極為接地的不銹鋼網，接收距離為15-20cm，控制微量注射泵的流速，液滴在電場作用下向負極運動，進行靜電紡絲，在不銹鋼網上得到聚乙烯醇/熱固性酚醛樹脂復合納米纖維；將復合納米纖維在100-160℃條件下加熱固化，然后在氮氣氣氛下850-950℃下炭化得到多孔納米碳纖維；將上述多孔納米碳纖維加入到氫氧化鈉水溶液中，水浴條件下磁力攪拌1-2h得到表面羥基化的多孔納米碳纖維；

2)銀摻雜的藍色二氧化鈦納米顆粒分散液的制備：將摩爾比為20-15:1的四氯化鈦和硝酸銀溶于去離子中和乙醇的混合溶劑中，去離子水和乙醇的體積比為1-3:2-3，加入一定量的水合肼，超聲混合均勻，將得到混合溶液轉移到特氟龍內襯的不銹鋼反應釜中密封；控制水熱反應溫度120-220℃反應4-48h，反應結束冷卻至室溫，離心、洗滌、干燥得到水熱反應產物，將水熱反應產物在氮氣氣氛下，950-1200℃退火處理2-8h，得到銀摻雜的藍色二氧化鈦納米顆粒，晶型為金紅石型；將上述銀摻雜的藍色二氧化鈦納米顆粒分散到適量的去離子水中，加入一定量的檸檬酸，磁力攪拌下水浴處理1-2h，然后過濾分離，洗滌，再將洗滌產物分散到適量的去離子水中，超聲處理得到檸檬酸修飾的銀摻雜的藍色二氧化鈦納米顆粒分散液；

3）按一定的液固比將步驟1）得到的表面羥基化的多孔納米碳纖維分散到步驟2）得到的檸檬酸修飾的銀摻雜的藍色二氧化鈦納米顆粒分散液中，磁力攪拌1-2h，過濾分離，即得到負載銀摻雜的藍色二氧化鈦納米顆粒的多孔納米碳纖維，即為改性納米碳纖維。

2.根據權利要求1所述的一種可生物降解的高性能改性粒子材料，其特征在于：所述高直鏈淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉、大麥淀粉、綠豆淀粉、豌豆淀粉、紅薯淀粉、木薯淀粉中的一種或兩種的混合物。所述高直鏈淀粉直鏈含量為40～90%。

3.根據權利要求1所述的一種可生物降解的高性能改性粒子材料，其中，氧化改性高直鏈淀粉制備方法如下：將所述高直鏈淀粉分散到去離子水中得到質量濃度為40-50%的淀粉乳液，加入一定量的雙氧水，在室溫下反應1-2h，最后后洗滌、烘干，粉碎得到氧化改性高直鏈淀粉。

4.根據權利要求1所述的一種可生物降解的高性能改性粒子材料，其特征在于，所述復合增塑劑為聚乙二醇硬脂酸酯、1-乙基-3甲基咪唑乙酸酯、泊洛沙姆、卵磷脂、乙酰檸檬酸三丁酯、丙二醇、丙三醇、木糖醇、環氧大豆油中的兩種或兩種以上的混合物。所述增塑劑的分子量為76-2000。

5.根據權利要求1所述的一種可生物降解的高性能改性粒子材料，其特征在于：所述天然有機植物纖維材料為玉米酒糟濃縮干燥粉、小麥酒糟濃縮干燥粉、甘蔗酒糟濃縮干燥粉、高粱酒糟濃縮干燥粉、青裸酒糟濃縮干燥粉、椰子殼粉、檳榔殼粉、橄欖核粉、咖啡渣干燥粉、可可提取物干燥粉、竹粉、蘆葦粉、葵花籽殼粉、榴蓮皮纖維粉、木棉纖維粉中的兩種或兩種以上的混合物。所述天然有機植物纖維材料粒度大小為600～1600目。

6.根據權利要求1所述的一種可生物降解的高性能改性粒子材料，其特征在于，所述組合改性劑為十二烯基琥珀酸酐、辛烯基琥珀酸酐、無水乙醇和氫氧化鈉混合物；所述混合物比例為1:1:4:0.7。