一种改性木质素/PBAT可生物降解塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性木质素/PBAT可生物降解塑料及其制备方法，该可生物降解塑料的制备方法包括：木质素的改性、改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒合成以及改性木质素/PBAT可生物降解塑料制备。本发明专利技术通过木质素改性与PBAT树脂、增塑剂、相容剂、润滑剂等制备出的可生物降解塑料复合完全降解塑料的要求。改性木质素和PABT塑料基体之间的相容性良好，复合材料力学性能优异，可实现木质素的高填充，有效降低复合材料的制备成本，提高市场竞争力。提高市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种改性木质素/PBAT可生物降解塑料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及木质素改性领域，尤其涉及一种改性木质素/PBAT可生物降解塑料及其制备方法

技术介绍

[0002]随着世界经济的快速发展，材料不断地更新换代，塑料制品因其具有成本低、耐腐蚀、质量轻、力学性能优良等特点在几十年的时间里迅速深入到了社会经济的各个角落，被广泛应用于工、农、电、医、航等领域。塑料制品随处可见，逐渐逐渐形成了“以塑代钢，以塑代木”的趋势。据欧洲统计局公布数据显示，2016年各类通用塑料和工程塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、ABS等全球生产总量高达3.35亿吨。然而，由于回收成本高或者无法回收，而被大量废弃，通常以渣滓填埋、焚烧等方法进行后续处理，但其稳定的结构使其能长时间存在于自然界中，既占用土地资源又破坏空气、土壤等生态环境系统，造成了严重的“白色污染”。因而许多国家相继推出了“限塑令”，而中国是最大的塑料生产国之一，占全球总产量约25％。越来越多的科研工作者们着手研究、开发可降解再生的新型绿色环保材料，全球可生物降解塑料的生产正以每年30％的速度增长，估计在2020年将达到345万吨。
[0003]根据最终降解产物和降解程度的不同可将可生物降解塑料划分为可完全降解和部分降解塑料。其中可完全生物降解塑料在一定条件下，经过一定时间发生完全降解生成对环境无害的CO 2和H 2O。综述国内外目前研究较多的可完全生物降解材料主要涉及聚乳酸(PLA)类、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)类，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)类、聚己内酯(PCL)类等几大类。其中PBAT因其分子结构中同时具有脂肪族和芳香族聚酯，故其兼具优良的可生物降解性能、力学性能以及热学性能，故在近年里得到了众多科研人员的青睐。但是PBAT的价格是吹膜级PE的三到六倍，较高的成本极大地限制了其在地膜和包装等商业行业的应用。木质素是自然界中储量最大的天然芳香族化合物，具有热稳定性，可生物降解，抗紫外，抗氧化等性质。木质素作为制浆造纸与生物乙醇工业的副产物，廉价易得，但多数木质素被直接燃烧为工厂提供能源。
[0004]将木质素与PBAT共混制备生物降解复合材料，不仅可以降低PBAT材料的价格，还可以实现木质素份高值化利用。在工业生产中常需要加入塑料助剂来提高相容性，但是木质素添加量仍然很少，通过对木质素进行改性，提高木质素的添加量，有效降低复合材料的价格，非常具有应用前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术涉及一种改性木质素/PBAT可生物降解塑料及其制备方法，解决上述问题，本专利技术改性木质素与可生物降解母粒相容性良好，合成生物降解膜袋力学性能优良，可实现木质素的高值化利用，有效降低复合材料的制备成本，提高市场竞争力。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种改性木质素/PBAT可生物降解塑料及其制备方法，包括如下步骤：
[0007]改性木质素的制备合成：将木质素分散于纯水中，加入引发剂和反应单体，放入反应釜中，进行第一步反应，反应完成后，将混合物冷却至室温，抽滤并用去离子水侵袭至中性后，经烘干，粉碎得到改性木质素，备用；
[0008]改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒合成：将改性木质素、PBAT母料，碳酸钙、甘油、DCP(过氧化二异丙苯)、硬脂酸一起置于高速共混机中，充分混合厚，得到混合物料，将所得混合物料经双螺杆挤出在第一挤出条件下挤出造粒，得到改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒，备用；
[0009]改性木质素/PBAT可生物降解塑料制备：将上述所得改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒在第一热压条件下进行热压成型，制得改性木质素/PBAT可生物降解塑料。
[0010]选优的，所述木质素是从常规造纸废液中采取酸析法制备获得；
[0011]选优的，引发剂为Fe
2+
‑
H2O2、过硫酸钾、过硫酸钾
‑
亚硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸铵
‑
亚硫酸氢钠中的一种或者多种；用量为木质素样品的1％
‑
5％；
[0012]选优的，反应单体为a
‑
甲基丙烯酸，用量为木质素样品的3％
‑
10％；
[0013]选优的，第一反应条件为温度50
‑
90℃，时间2
‑
6h；
[0014]选优的，粉碎后的改性木质素粒径在10μm以下。
[0015]选优的，第一挤出条件为：温度120
‑
180℃，螺杆转速30
‑
70r/min；
[0016]选优的，第一热压条件为：温度120
‑
180℃，预压压力0.4
‑
1.6MPa，增压压力2
‑
8MPa；
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0018]1.本专利技术使用改性木质素引入可降解树脂PBAT基体中，制备的复合材料为可生物降解材料，复合环保要求，且改性木质素与塑料基体相容性良好，制备出了降解产品力学性能优良。
[0019]2.改性木质素以及碳酸钙等填料的添加，节约了PBAT材料用量，降低了材料成本，有利于可生物降解材料的推广及使用。
[0020]3.该方案实现木质素份高值化利用。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施例对本专利技术进行阐述，但并不限制本专利技术。
[0022]实施例1
[0023](1)改性木质素的制备合成：将100g木质素分散于纯水中，加入2gFe
2+
‑
H2O2和5g a
‑
甲基丙烯酸，放入反应釜中，50℃，反应4h，进行第一步反应，反应完成后，将混合物冷却至室温，抽滤并用去离子水侵袭至中性后，经烘干，粉碎得到改性木质素，备用；
[0024](2)改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒合成：将30份改性木质素、60份PBAT母料，10份碳酸钙、9份甘油、6份DCP(过氧化二异丙苯)、2份硬脂酸一起置于高速共混机中，充分混合厚，得到混合物料，将所得混合物料经双螺杆150℃，螺杆转速50r/min；挤出造粒，得到改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒，备用；
[0025](3)改性木质素/PBAT可生物降解塑料制备：将上述所得改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒150℃，预压压力1MPa，增压压力5.5MPa下进行热压成型，制得改性木质素/PBAT可生物降解塑料。
[0026]实施例2
[0027](1)改性木质素的制备合成：将100g木质素分散于纯水中，加入2gFe
2+
‑
H2O2和10g a
‑
甲基丙烯酸，放入反应釜中，80℃，反应4h，进行第一步反应，反应完成后，将混合物冷却至室温，抽滤并用去离子水侵袭至中性后，经烘干，粉碎得到改性木质素，备用；
[0028](2)改性木质素/PBA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性木质素/PBAT可生物降解塑料,其特征在于，包括如下重量份数，改性木质素：20
‑
50份；PBAT：50
‑
80份；碳酸钙：0
‑
20份；甘油：5
‑
15份；DCP：0
‑
10；硬脂酸：0
‑
5份。2.根据权利要求1所述的一种改性木质素/PBAT可生物降解塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：改性木质素的制备合成：将木质素分散于纯水中，加入引发剂和反应单体，放入反应釜中，进行第一步反应，反应完成后，将混合物冷却至室温，抽滤并用去离子水侵袭至中性后，经烘干，粉碎得到改性木质素，备用；步骤二：改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒合成：将改性木质素、PBAT，碳酸钙、甘油、DCP(过氧化二异丙苯)、硬脂酸一起置于高速共混机中，充分混合后，得到混合物料，将所得混合物料经双螺杆挤出在第一挤出条件下挤出造粒，得到改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒，备用；步骤三：改性木质素/PBAT可生物降解塑料制备：将上述所得改性木质素/PBAT可生物降解塑料母粒在第一热压条件下进行热压成型，制得改性木质素/PBAT可生物降解塑料。3.根据权利要求2所述的一种改性木质素/PBAT可生物降解塑料的制备方法，其特征在于：所述木质素是从常规造纸废液中采取酸析法制备获得。4.根据权利要求2所述的一种改性木质素/PBAT可生物降解塑...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，徐丽，金霞朝，
申请(专利权)人：上海昶法新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：