[发明专利]一种聚ε-己内酯羧甲基纤维素植物纤维全降解复合材料

说明书

一种聚ε‑己内酯羧甲基纤维素植物纤维全降解复合材料，是将聚ε‑己内酯与秸秆粉末混合，并加入一定量的羧甲基纤维素、马来酸酐接枝聚己内酯、竹纤维粉，将全部材料置于三维混合机中混合，再将混合物移入模具中，置于平板硫化机上模压成型，制得复合材料。本发明由聚ε‑己内酯植物纤维复合材料制得的制品，较聚ε‑己内酯制品相比具有很大的优势：主要是耐热性显著提高；复合材料的力学强度和机械强度也有很大的提升；由本发明制得制品，材料拉伸强度大，硬度高；制得的复合材料安全无污染，而且极大地降低了全降解材料的成本，具有很好的环保价值与经济价值。

技术领域

本发明是有关于一种复合材料及其制备方法，具体的说，是一种聚ε-己内酯羧甲基纤维素植物纤维全降解复合材料及其制备方法。

背景技术

聚ε-己内酯（PCL）是由ε-己内酯酯（ε-CL）在引发剂存在下，在本体或者溶液中开环聚合得到的高聚物，是一种生物相容性很好的可降解材料，同时也具有优良的药物通过性，可以用于体内植入材料以及药物的缓释胶囊。由于其分子链比较规整而且柔顺，结晶性很强，因而具有比聚乙交酯、聚丙交酯更好的疏水性，在体内降解也较慢，是植入材料的理想选择。但用作缓释胶囊，却因其降解速度太慢而不容易在人体内吸收，从而受到了限制，因此常用多种生物相容性单体与ε-CL共聚，来改善甚至控制共聚产物降解速率，以适应不同药物载体在人体内的吸收。除了生物相容性和可降解性以外，PCL还和多种高聚物具有很好的相容性，可以制备出多种性能优良的共混物。因此PCL的合成、共聚和共混得到了众多高分子工作者的重视。

PCL是一种生物相容性、生物降解性聚酯，其分子链柔顺、熔融温度低，加工工艺性优良，比聚乳酸（PLA）和聚羟基乙酸（PGA）有更好的疏水性，体内外降解缓慢。因而用其与PLA、PGA共聚，所得共聚酯可以改善后者的加工性，并可以控制前者的体内外降解速率。PCL由于分子链比较柔顺，有些共聚物可以通过设计共聚组分含量，从而得到不同降解速率的共聚物，因此在药物缓释材料上有广泛应用。又由于PCL以及CL—DLLA的共聚物具有很好的柔韧性和慢的降解速率，因此可用于外科手术后防止肌腱粘连的膜。

PCL与酰化纤维素有很好的相容性，近十年来，许多研究表明PCL与淀粉共混以及发生接枝反应可以得到优良性能的生物降解热塑性塑料，最近研究人员利用原位聚合的方法，在引发剂的基础上，将己内酯在本体中与淀粉发生接枝反应，来得到热塑性可降解聚合物并同时具有很好的界面相容性。但由于 PCL 的价格较高，目前这种生物降解塑料的广泛使用还有待于以后解决。

目前国内PCL尚处在实验室合成阶段，还没有工业化产品，而且合成PCL的单体还有赖于进，因此PCL的价格比较高，这也限制了其在生物医学材料以外的应用。但相对于PGA、PLA， PCL的合成工艺简单、成本较低，而且结晶性强、疏水性好，在体内可以保持近一年时间, 因此有广泛的应用前景。

发明内容

本发明为了克服聚ε-己内酯材料的成本高，耐热温度低，硬度小等缺点，我们采用聚ε-己内酯混合参入一定比例的秸秆粉、羧甲基纤维素、马来酸酐接枝聚己内酯、竹纤维粉，制作出一种聚ε-己内酯羧甲基纤维素植物纤维全降解复合材料。本发明涉及的复合材料，延续了聚ε-己内酯材料环保、生物相容性和生物降解性的突出特点。还克服了聚ε-己内酯材料的耐热性能差，力学性能差，成本高，应用领域小的缺点。

秸秆粉作为复合材料的重要组成部分，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，具有良好的韧性，极大的增强了复合材料的力学性能。制得的复合材料强度高，拉伸强度大；秸秆粉末不含任何化学物质,无毒副作用；成本低、无污染，是具有完全降解的特性的可再生资源。

羧甲基纤维素是一种具有高分子量和高的增粘能力的纤维素衍生物，具有独特的增稠、黏合等特性。羧甲基纤维素无毒无味，很早就被准许应用到食品中。因其黏合性能好，应用到复合材料中能起到很好的黏合剂的作用，并且使复合材料具有很好的稳定性。极大的增强了复合材料的力学性能和机械性能。