[发明专利]一种魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料及其制备方法，属于天然高分子材料领域，也属于生态环境材料领域。

背景技术

魔芋飞粉是在加工魔芋精粉过程中飘落到四周的重量轻、颗粒小的细粉，是魔芋精粉加工过程中的副产物。具有价廉(副产物)、可再生、环境友好等优点。我国是世界上最大魔芋人工栽培面积最大的国家，有着丰富的魔芋资源。魔芋被广泛的运用在食品领域、新材料领域。魔芋含有大量淀粉、蛋白质和碳水化合物以及少量的矿物元素。随着石油资源日益紧张，原材料价格不断上涨和环境问题，基于可再生资源天然高分子材料的研究和应用被广泛重视。现阶段对于魔芋的主要应用是魔芋精粉作为主要原料而广泛应用与食品领域，但是对于魔芋精粉生产过程中的副产物魔芋飞粉却鲜有应用，极少部分被作为低价饲料或者干燥剂利用，大部分被丢弃。因而对于魔芋飞粉原材料直接应用于材料研发方面的研究却更鲜有涉及。

生物降解材料是可通过光降解、化学降解、生物降解等多种形式，将材料降解成对环境无害的低分子物质，具有良好实用性能的材料，是解决环境问题的一种方法。可生物降解材料包括天然材料和合成材料，天然材料包括淀粉、纤维素、甲壳素及其它们的衍生物，可生物降解合成材料通常含有可水解官能团(如：酯键、脲键、酰胺键、醚键等)，如聚羟基丁酸酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯等。聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯是二种可降解聚酯合成材料，工业上主要通过生物资源发酵制得。然而其力学性能(如脆性大)和高昂价格限制它们在材料领域的应用范围。利用魔芋飞粉这类天然高分子与聚丁二酸丁二醇酯或聚乳酸共混，能保证生物降解性的同时提高复合材料的性能，拓展聚丁二酸丁二醇酯或聚乳酸的应用空间。目前利用魔芋飞粉改性聚丁二酸丁二醇酯材料的专利尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境友好的魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料及其制备方法，该方法工艺简单、环保。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料，其特征在于它由魔芋飞粉、生物质基聚酯原料制备而成，各原料占质量分数为：生物质基聚酯为100份，魔芋飞粉为5～30份。

所述的生物质基聚酯为聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。

一种魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)按各原料占质量分数为：生物质基聚酯为100份，魔芋飞粉为5～30份，选取魔芋飞粉、生物质基聚酯原料；将原料混合，得共混物；

2)将共混物在密炼机中进行密炼，密炼工艺条件为：温度为120～200℃，转速为10～120rpm，时间为1～30分钟，得固体混合物；

3)将固体混合物在热压机上进行热压复合成型：温度为120～160℃、压力为10～60MPa、时间为1～15分钟；成型后在40～60℃下真空干燥12～72小时除去水分，得魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料。

所述魔芋飞粉为魔芋精粉加工过程中的副产物，其中蛋白质含量不高于20.7wt％。

魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料主要由天然可降解高分子魔芋飞粉和可降解的聚丁二酸丁二醇酯组成。主要成分均为可降解物质，所以得到的魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料是一种环境友好材料。

本发明得到的魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料可以加工(能够直接成型加工)为薄膜、片材、型材以及容器等；用作包装材料和工程塑料等。

本发明的有益效果是：采用魔芋飞粉，具有成本低廉、环境友好、与生物质基聚酯具有高度相容性等优点；采用密炼机混合后热压复合成型，具有易降解、环保、工艺简单、快捷、高效的特点。

附图说明

图1为本发明实施例1～6所得到的魔芋飞粉复合改性生物质基聚酯材料的图(依次为实施例1～6所得聚酯材料)。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

比较例1

一种聚酯材料的制备方法，包括如下步骤：

1)按魔芋飞粉为0份，聚丁二酸丁二醇酯(安庆和兴化工有限公司提供，以下实施例相同)为100份，选取聚丁二酸丁二醇酯，将聚丁二酸丁二醇酯初步混匀，得共混物；

2)然后将共混物在密炼机(中国常州苏研科技有限公司，以下实施例相同)中进行密炼：温度为120℃、转速48rpm(转/分钟)、时间10分钟，得固体混合物；