一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料的制备方法和应用，该制备方法包括以下步骤：(1)将干燥后的植物纤维研磨获得纳米级植物纤维；(2)将步骤(1)的纳米级植物纤维、聚乳酸、生物降解共聚酯、相容剂、增塑剂和增粘剂按比例加入到混合机中进行均匀混合得混合料；(3)将混合均匀的混合料加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒即获得纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料。本发明专利技术采用纳米级植物纤维，同时配合生物降解共聚酯、相容剂、增塑剂、增粘剂、聚乳酸等的协同作用，对生物降解塑料进行改性及降低产品成本，以利于塑料产品在使用后的充分降解，同时使得植物纤维再利用，降低产品成本。降低产品成本。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及可生物降解
，特别是涉及了一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前的现实生活中塑料的应用已经无处不在，由于它难于降解对环境造成的危害已是有目共睹。随着公众环保意识的提高，开始使用降解塑料以保护人类生存环境。目前降解塑料聚乳酸(PLA)、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯 (PBAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚-β-羟丁酸(PHB)、聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)等已开始推广应用，但由于材料成本高在具体使用中还缺乏竞争力。
[0003]目前市场上主要有两类改性降解塑料既淀粉和碳酸钙改性。淀粉改性塑料与普通塑料相比，主要缺点是耐水性不好，湿强度差，遇水后力学性能大大降低。碳酸钙改性塑料与普通塑料相比透明度、亮度大大降低尤其不适合食品包装，用户很难接受。
[0004]可生物降解塑料所含技术含量高，因此所需的成本也高，目前市场上可生物降解塑料产品价格比普通塑料产品高一倍以上，有些完全降解的高2～8 倍。
[0005]聚乳酸降解塑料是一种生物降解塑料，生物降解效果较好，但在自然环境条件下，当缺少相应的微生物时实际上是不会轻易降解的，另外由于它的脆性及材料市场价格高急需改性及降低原材料价格。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料的制备方法和应用。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料的制备方法和应用，采用了如下所述的技术方案：
[0008]一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0009](1)将干燥后的植物纤维研磨获得纳米级植物纤维；
[0010](2)将步骤(1)的纳米级植物纤维、聚乳酸、生物降解共聚酯、相容剂、增塑剂和增粘剂按以下的原材料比例称重一起加入到高速混合机中进行均匀混合得混合料；
[0011](3)将混合均匀的混合料加入到双螺杆挤出机中，在预设的挤出温度下将所述混合料挤出，造粒即获得纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料；
[0012]所述纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料由下列原材料按比例混合而成，所述比例为重量比：
[0013]聚乳酸 5～30％
[0014]生物降解共聚酯 20～70％
[0015]相容剂 5～20％
[0016]增塑剂 5～15％
[0017]增粘剂 5～15％
[0018]纳米级植物纤维 10～50％。
[0019]一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料，其通过上述的制备方法制备得到。
[0020]一种一次性餐具，其是使用上述的纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料制成。
[0021]一种复合材料包装件，其是使用上述的纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料制成。
[0022]与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：
[0023]本专利技术采用研磨机对干燥后的市售植物纤维粉进行多级研磨达到纳米级细度，同时配合生物降解共聚酯、相容剂、增塑剂、增粘剂和聚乳酸等的协同作用，对生物降解塑料进行改性及降低产品成本，以利于塑料产品在使用后的充分降解，同时使的农副产品得到再利用，降低产品成本。
[0024]降解塑料聚乳酸、共聚酯原料价格基本是普通塑料如PE等的两倍以上，纳米级植物纤维改性后可降低成本30～50％，加工成品后由于加工性能更好，最终产品同等重量下数量比之普通塑料高30％，与传统塑料成品相比价格在一个档次上，竞争力大大提高；而现有淀粉改性的降解塑料存在吸水率过高 (吸水率至少20％)造成其稳定性下降的问题，这些缺点恰恰是本专利技术植物纤维改性的可生物降解复合材料没有的，而且本专利技术纳米级植物纤维改性的可生物降解复合材料产品的亮度、拉伸性能也好过现有碳酸钙改性的降解塑料，非常适合食品包装材料、一次性食品餐具。
[0025]经过纳米级植物纤维改性的可生物降解复合材料的降解性能更加优异。纳米级植物纤维对聚乳酸和生物降解共聚物的降解具有促进作用，在自然环境的土埋降解测试中，降解30天时，相比未添加纳米级植物纤维的降解体系，本专利技术复合材料的降解率提高了20.26～51.11倍之间，相比添加微米级植物纤维改性的降解体系，本专利技术复合材料的降解率提高了1.97～4.97倍之间，这是在本申请试验过程中的一个意料之外的效果。本专利技术最大的优点是在自然条件下掩埋在农田里、花池里，掩埋土厚10cm约三个月即可完全分解，回归自然，回归方式简单，节省大量人力物力，绿色环保。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0027]目前市场上已经推广的降解塑料大都是淀粉改性塑料和碳酸钙改性塑料。前者湿强度差，遇水后力学性能大大降低，而后者加入后大大降低了原塑料的透明度，极大的限制其应用。聚乳酸降解塑料是一种生物降解塑料，生物降解效果较好，但在自然环境条件下，当缺少相应的微生物时实际上是不会轻易降解的，另外由于它的脆性及材料市场价格高急需改性及降低原材料价格。
[0028]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料，具体地，其由下列原材料按比例混合而成，所述比例为重量比：
[0029]一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0030](1)将干燥后的植物纤维研磨获得纳米级植物纤维；
[0031](2)将步骤(1)的纳米级植物纤维、聚乳酸、生物降解共聚酯、相容剂、增塑剂和增粘剂按以下的原材料比例称重一起加入到高速混合机中进行均匀混合得混合料；
[0032](3)将混合均匀的混合料加入到双螺杆挤出机中，在预设的挤出温度下将所述混合料挤出，造粒即获得纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料；
[0033]所述纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料由下列原材料按比例混合而成，所述比例为重量比：
[0034]聚乳酸 5～30％
[0035]生物降解共聚酯 20～70％
[0036]相容剂 5～20％
[0037]增塑剂 5～15％
[0038]增粘剂 5～15％
[0039]纳米级植物纤维 10～50％。
[0040]聚乳酸(PLA)是一种天然可生物降解塑料，目前已实现了工业化生产。聚乳酸具有优异的光学能和很高的模量，但其断裂伸长率、撕裂强度及断裂强度都较低。为了克服这些缺点常与其它聚合物共挤达到改性目地。
[0041]所述植物纤维选用天然植物纤维材料，如木屑、竹屑、果壳、稻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)将干燥后的植物纤维研磨获得纳米级植物纤维；(2)以重量百分比计，将10～50％的纳米级植物纤维、20～70％的生物降解共聚酯、5～20％的相容剂、5～15％的增塑剂和5～15％增粘剂一起加入到高速混合机中进行均匀混合得混合料；(3)将混合均匀的混合料加入到双螺杆挤出机中，在预设的挤出温度下将所述混合料挤出，造粒即获得纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料。2.根据权利要求1所述的纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料的制备方法，其特征在于，所述生物降解共聚物为聚丁二酸丁二醇酯、聚(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物)或聚(丁二酸丁二醇酯和对己二酸丁二醇酯共聚物)中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1所述的纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料，其特征在于，所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、低聚环氧类扩链剂、乙醇胺和钛酸四丁酯中的一种或一种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料的制备方法，其特征在于，所述的增塑剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗惠民，吴重秋，罗嘉瑜，
申请(专利权)人：罗惠民，
类型：发明
国别省市：