[发明专利]四丁基铵甲氧基乙酸盐、纤维素/聚乳酸复合材料及应用

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种四丁基铵甲氧基乙酸盐、纤维素/聚乳酸复合材料及应用。所述的四丁基铵甲氧基乙酸盐的结构式如式Ⅰ所示，本发明将甲氧基乙酸滴加到四丁基铵氢氧化物水溶液中，然后搅拌反应，除杂，得到四丁基铵甲氧基乙酸盐；利用该四丁基铵甲氧基乙酸盐与非质子性溶剂DMF复配使用，可使纤维素和聚乳酸以分子状态均匀混合，得到纤维素/聚乳酸复合材料，该材料纤维素和聚乳酸以分子状态均匀混合，明显改善复合材料性能，其中，抗拉强度和生物降解性能显著提高，为用于制备绿色环保型且可生物降解的塑料制品，纤维、医药用品等提供切实可行的技术路线。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种四丁基铵甲氧基乙酸盐、纤维素/聚乳酸复合材料及应用。

背景技术

在人类社会发展进程中，化石能源创造了辉煌灿烂的现代文明，但在导致地球环境恶化，使人类面临生存危机方面，化石能源及其衍生品又是罪魁祸首。因此，我国政府提出本世纪末用非化石能源取代化石能源的目标。实现这一目标主要有两条重要途径，一是用可再生能源取代化石能源；二是用绿色环保型产品取代以塑料、纤维为代表的的化石能源衍生品。根据目前的现状，在各种生物可降解高分子原料中，纤维素和聚乳酸最具应用前景。这是因为，纤维素具有可再生、可生物降解及可生物相容的独特优势，是自然界中取之不尽、用之不竭、价格低廉的天然绿色资源。聚乳酸产品具有可再生、可生物降解、可生物相容以及优良的抑菌及抗霉特性。此外，聚乳酸还具有良好的拉伸强度及延展度，可用于生产各种塑料制品。

但是，纤维素和聚乳酸制品至今仍未被广泛应用。纤维素由于自身聚集态结构的特点，不能熔融，也很难溶于常规溶剂，即加工性能差，这极大地限制了纤维素材料的开发和利用。聚乳酸的最大障碍是其相对高昂的成本，另外存在硬度高、脆性大、耐热性差等缺点，加工性能也较差。但鉴于两者潜在的广阔应用前景，将纤维素与聚乳酸进行复合改性，制备生态友好型生物可降解纤维素/聚乳酸复合材料的研究备受重视。但目前的研究仍未解决如下问题：(1)现有的工艺和技术不能实现纤维素与聚乳酸均相复合(以分子状态均匀混合)，复合材料中聚乳酸和纤维素呈现相分离状态(以固体状态混合，两者混合不均匀)，结果导致复合材料的性能改善十分有限，甚至性能下降(例如，材料卷曲变形、形貌不可控、抗拉强度降低等)；(2)纤维素/聚乳酸复合材料中的聚乳酸用量太高，有的高约90～95％，成本依然居高不下，与石化基塑料相比远缺乏竞争力，其规模化应用仍受到限制。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种四丁基铵甲氧基乙酸盐。

本发明的另一目的在于提供上述四丁基铵甲氧基乙酸盐的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种纤维素/聚乳酸复合材料的制备方法，该方法制备工序简单、设备要求简单、制备条件温和、制备成本低。

本发明的第四个目的在于提供上述制备方法制备得到的纤维素/聚乳酸复合材料，该复合材料纤维素和聚乳酸以分子状态均匀混合，明显改善复合材料性能。

本发明的第五个目的在于提供上述四丁基铵甲氧基乙酸盐和纤维素/聚乳酸复合材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种四丁基铵甲氧基乙酸盐，其结构式如式Ⅰ：

所述的四丁基铵甲氧基乙酸盐的制备方法，包含如下步骤：

将甲氧基乙酸加入到四丁基铵氢氧化物(四丁基氢氧化铵)水溶液中，搅拌反应，然后除杂，得到四丁基铵甲氧基乙酸盐；

所述的甲氧基乙酸与四丁基铵氢氧化物的摩尔比优选为1:1；

所述的四丁基铵氢氧化物水溶液的质量分数优选为40％；

所述的加入的方式优选为滴加；