[发明专利]葛根纳米纤维素纤维‑聚乳酸塑料薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于塑料制品制备领域，特别是涉及一种葛根纳米纤维素纤维-聚乳酸全降解塑料薄膜的制备。

背景技术

随着社会和经济的不断发展，塑料已成为人们生活中不可或缺的材料，各种各样的塑料制品琳琅满目，给人们生活确实带来了很多方便，但废弃塑料难降解带来的“白色污染”日趋严重，这给人类的生活环境造成威胁，引起了全世界的广泛关注，各个国家纷纷制定了相应的法律法规，来禁止或限制使用非降解塑料产品和包装材料。另外，传统塑料的制备原料是石油，它是不可再生的资源，最终将面临枯竭，以石油为原料的传统塑料制造业必然受到沉重地打击。因此，开展绿色环保全降解的新型塑料相关研究迫在眉睫，它也是塑料行业发展的唯一出路，符合可持续发展的要求，对人类的生产生活具有重要的意义。

聚乳酸就是这样一种新型的绿色可降解材料，可以用于制备各种环保塑料产品。但是聚乳酸存在质硬、脆性高、强度有限、阻隔性能差、降解速度快不易控制、热稳定性较差，易发生化学水解及酶水解等缺点，这使其应用受到了很大的限制。因此有必要在聚乳酸制备的塑料产品的基础上进一步的改进，提高其各项性能，使其能够真正的满足人们的需求。

葛根为豆科多年生野葛的干燥根。我国野葛种植资源最丰富，约有1.33万hm²，居世界首位。葛根中含有很多活性成分，因此其具有多种保健和调理作用。葛根粉是最常见的一种保健品，但其生产过程中会产生大量的葛根废渣，通常每提取8kg的葛粉就会产生大约100kg的葛根渣。按全国年产葛粉百万吨计算，每年产葛根渣近千万吨，有报道也记载，我国陕西安康地区每年排放的葛根渣近万吨。这些废渣数量较大，常被扔进田间地头或焚烧，废渣发酵后散发着浓浓的异味，不仅给环境造成了严重的污染，且浪费了资源。随着葛业的不断发展和人们环保意识的增强，越来越注意到葛渣资源的浪费和葛渣污染给环境带来的负面影响。合理利用葛渣是目前人们面临的一个严峻且刻不容缓的课题。若仅将葛渣作饲料、肥料等低等级的利用，意义不大且利用率低。

而葛根渣中富含丰富的纤维素、半纤维素，理论上是理想的纳米晶体纤维素纤维的制备原料，如果能够用葛根渣来提取纳米晶体纤维素纤维，并将其用于各种材料如聚合物复合材料、水泥、保温材料等，这不仅能够保护环境，减少农业废弃物对环境的污染，而且能合理高效的开发利用葛根，最大限度地体现了葛根的综合价值，促进葛根产业和其他相关行业不断蓬勃发展。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种葛根纳米纤维素纤维-聚乳酸全降解塑料薄膜及其制备方法，实现了纳米晶体纤维素纤维、无机材料和聚乳酸三元体系的有机结合，制备出一种多功能的聚乳酸全降解塑料薄膜材料。

技术方案：本发明所述葛根纳米纤维素纤维-聚乳酸全降解塑料薄膜，包括如下重量份的原料制成：

本发明进一步优选的技术方案为，所述纳米莫来石粉为直径3～5nm，长度40～150nm的针状纳米莫来石粉。

优选地，所述的增塑剂为RQT-p-1、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯其中一种。

优选地，所述的有机溶剂为二氯甲烷或者三氯甲烷。

优选地，所述的聚乳酸为4043D、4042D、4032D其中一种。

优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570其中一种。

本发明所述的葛根纳米纤维素纤维-聚乳酸全降解塑料薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)按重量份取葛根纳米纤维素纤维，加入聚乙二醇中，常温下超声处理10～40min，使葛根纳米纤维素纤维均匀分散在聚乙二醇中；

(2)将聚乳酸与有机溶剂和增塑剂混合，在30～55℃下磁力搅拌1～8h，使聚乳酸完全溶解成稀溶液，再将步骤(1)制备的均匀分散液倒入该稀溶液中，继续搅拌至均匀；

(3)向步骤(2)的溶液中分别加入纳米二氧化钛、纳米莫来石粉和偶联剂，再继续搅拌溶液6～10h完成复合；

(4)将步骤(3)制备的复合溶液倒入培养皿中自然干燥，待溶剂完全挥发成膜后，将膜揭下放入模具中，并在硫化机中模压5～15min，硫化机的热压参数为160～180℃，压力10～20Mpa，最后在10～20MPa冷压机上淬冷至室温，即可得到所述葛根纳米纤维素纤维-聚乳酸全降解塑料薄膜。

本发明所述的葛根纳米纤维素纤维的制备方法，包括如下步骤：