[发明专利]一种互穿网络增强全降解生物质基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，涉及一种互穿网络增强全降解生物质基复合材料及其制备方法。

背景技术

目前，随着石油资源的日趋紧张，环境污染又成为人类生存最主要的几大问题之一，可降解非石油基高分子材料越来越得到人们的重视。利用可再生的植物纤维及非粮淀粉制备全降解生物质基塑料成为解决目前问题的好的出路。但是植物纤维和淀粉具有亲水性强，耐热性差不易加工等缺点。要改善其缺点，才能被广泛的应用。

提高聚合物的耐热性能，一般通过提高基体结晶度、与高耐热聚合物共混或进行基体内交联等方式。提高材料的疏水性一般是通过使用添加剂将材料本身的亲水基团与去掉。要提高材料的加工性能一般是通过添加相应的助剂使材料便于加工。

公开号为CN1242395A的中国专利公开了一种可全降解添加剂及其全降解塑料制品，与本发明比较，本发明选择淀粉类与植物纤维类作为生物质增强填料，并加入热固性树脂为交联剂，制备过程中形成交联结构，提高了生物质复合材料的强度和耐热性能

公开号为CN101606810A的中国专利公开了一种一次性全解餐饮具，与本发明进行比较，本发明加入相容剂提高生物质填料与基体之间的相容性，加入多羟基的醇类及纳米碳酸钙，与淀粉及植物纤维类等多羟基类的化合物的作用增强，加入热固性树脂为交联剂，制备过程中形成交联结构，提高了生物质复合材料的强度和耐热性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种低成本、完全降解疏水性好，耐热性能好，易于加工的互穿网络增强全降解生物质基复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种互穿网络增强全降解生物质基复合材料，由以下重量份数的原料制成：

天然纤维20-50份；

淀粉20-80份；

可降解聚酯20-50份；

纳米碳酸钙0.5-2份；

聚乙烯醇1-10份；

增塑剂1-20份；

相容剂1-5份；

其他助剂0.1-10份；

交联剂0.1-1份。

上述的互穿网络增强全降解生物质基复合材料，所述的天然纤维为竹纤维或木纤维，经过氢氧化钠碱处理，氢氧化钠浓度为20g/100ml，在温度为20℃、时间为5小时条件下进行。

上述的互穿网络增强全降解生物质基复合材料，所述淀粉为玉米淀粉、绿豆淀粉、马铃薯淀粉的一种或几种。

上述的互穿网络增强全降解生物质基复合材料，所述的可降解聚酯为聚丁二甲酸丁二醇酯，聚乳酸中的一种或两种组合，其数均分子量为3×104~6×108。

上述的互穿网络增强全降解生物质基复合材料，所述纳米碳酸钙为纳米级碳酸钙粉末。

上述的互穿网络增强全降解生物质基复合材料，所述聚乙烯醇为聚合乙烯醇，其分子量11000~160000。

上述的互穿网络增强全降解生物质基复合材料，所述的增塑剂为甘油，环氧大豆油，亚油酸，山梨酸甘油酯，柠檬酸三丁酯中的一种或几种。

上述的互穿网络增强全降解生物质基复合材料，所述的相容剂为聚烯烃热塑性弹性体（POE）接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）。

上述的互穿网络增强全降解生物质基复合材料，所述的交联剂为酚醛树脂、脲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂等热固性树脂；所述的其他助剂为色母粒。

一种如上述所述的互穿网络增强全降解生物质基复合材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）将天然纤维20-50份，淀粉20-80份，增塑剂1-20份，纳米碳酸钙0.5-2份，聚乙烯醇1-10份置于捏合机中，60-80℃反应40min；

（2）将步骤（1）中所得混合料在双螺杆挤出机中120-160℃挤出造粒；

（3）将步骤（2）所得粒子与可降解聚酯20-50份，相容剂1-5份，交联剂0.1-1份，其他助剂0.1-10份，按一定比例混合，放在双螺杆挤出机中120-160℃挤出造粒，得到互穿网络增强全降解生物质基复合材料粒料；

（4）将步骤（3）得到复合材料粒料经注塑成型，模压成型，吹塑成型得到互穿网络增强全降解生物质基复合材料。

当热固性树脂固化时，会在体系中形成交联结构，使复合材料的强度和耐热性大大增强全降解生物质基复合材料。