[发明专利]一种聚己内酯接枝木质素的生物塑料薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚己内酯接枝木质素的生物塑料薄膜的制备方法，包括（1）木质素的活化：按质量份计，将5‑70份木质素、25‑500份有机溶剂加入到反应器中，在30‑80℃充分混匀后，加入5‑50份二异氰酸酯，0.01‑0.1份催化剂，在50‑200℃、惰性气体保护下反应2‑5小时，得到活化木质素；（2）木质素的接枝：在50‑200℃下，将10‑100份聚己内酯加入到活化木质素中，反应8‑20小时，得到聚己内酯接枝的改性木质素溶液；（3）生物塑料薄膜的制备：将聚己内酯接枝的改性木质素溶液通过流延法或者吹塑法制备成生物塑料薄膜。本发明通过特定制备方法将聚己内酯与木质素化学接枝，改善产品的力学性能和降解性能，木质素含量高，是一种可完全降解，对环境无污染的环保型生物塑料薄膜。

技术领域

本发明属于生物塑料技术领域，具体涉及一种聚己内酯接枝木质素的生物塑料薄膜及其制备方法。特别适用于农用地膜、包装材料等。

背景技术

随着塑料制品产业的发展，我国已成为世界上十大塑料制品生产和消费国之一，在塑料带来便利的同时，塑料也给世界生态环境以及人民的生活环境带来了极大的污染。世界各国投入大量资金来研究解决日益严重的“白色污染”问题，近年来采用天然高分子作为塑料原料已成为可降解塑料开发的一个重要发展方向。

木质素作为一种可生物降解的天然高分子，储量丰富，产量高，但利用率很低。工业木质素主要来源于造纸废液以及生物炼制工业，但仅有2%的木质素被商业化应用于塑料和橡胶中，其余木质素多以废液的形式排入江河或浓缩后烧掉，造成资源的浪费以及对环境的严重污染。

CN102070891A公开了一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法，该方法是取60-95%的聚酯、5-40%的木质素混合均匀，将混料用双螺杆机熔融挤出造粒得到木质素填充聚酯型复合材料。所述聚酯为聚己内酯或聚羟基脂肪酸酯。虽然该方法木质素含量可以达到40wt%，但是所得材料的力学性能较差，在木质素含量40wt%的情况下，断裂伸长率仅为22.59%，不适合作为薄膜使用。在GB13735-92中，对于农用地面覆盖薄膜的断裂伸长率要求≥120%，GB4456-2008中，对于包装塑料薄膜断裂伸长率要求≥100%，拉伸强度≥10MPa。

CN103183801A公开了一种CIMV小麦秸秆木质素聚氨酯薄膜的制备方法，该方法是利用一种特制的CIMV小麦秸秆木质素与聚醚多元醇混合后，再与异氰酸酯反应制备出CIMV小麦秸秆木质素聚氨酯薄膜，该方法所制备薄膜性能良好，但需要在四氟乙烯板进行溶液浇铸，铺膜过程较长，不利于工业连续生产。

CN103497300A公开了一种醋酸纤维素改性木质素聚氨酯薄膜的制备方法，该方法将醋酸纤维素、木质素与多元醇溶解混合，经过与异氰酸酯缩聚反应，在聚四氟乙烯模具中经熟化制备成薄膜。但是，该方法需要采用溶液浇注方法制膜，过程复杂，无法适应工业生产。另外，该方法所得到的薄膜在木质素含量达到30wt%时，拉伸强度最大为7.61MPa。

CN102924893A公开了一种木质素/聚己内酯环保降解薄膜及其制备方法，该方法直接将木质素与增塑剂、增溶剂等熔融共混，造粒后吹塑得到木质素/聚己内酯环保降解薄膜。该方法并未将木质素分子与聚己内酯分子化学接枝在一起，因此得到的木质素薄膜强度较低，木质素含量26.5%时，拉伸强度仅为8.28MPa。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种聚己内酯接枝木质素的生物塑料薄膜及其制备方法。本发明通过特定制备方法将聚己内酯与木质素化学接枝，改善产品的力学性能和降解性能，木质素含量高，是一种可完全降解，对环境无污染的环保型生物塑料薄膜，适用于包装材料、地膜等领域。

本发明聚己内酯接枝木质素的生物塑料薄膜的制备方法，包括如下内容：