[发明专利]一种可生物降解的复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种可生物降解的复合材料的制备方法及其应用，本发明中的制备方法包括以下步骤：(1)改性复合纤维的制备；(2)改性增塑剂的制备；(3)复合材料加工：按重量份计，将40‑50份聚乳酸、10‑20份聚酰胺、15‑20份步骤(1)中得到的改性复合纤维、10‑15份步骤(2)中得到的改性增塑剂、3‑5份聚ε‑己内酯、2‑6份硅烷偶联剂、3‑5份聚乙烯蜡以及10‑20份白炭黑，加入密炼机中熔融混合，得可生物降解的复合材料。本发明中利用改性的复合纤维和改性增塑剂，增加了材料的力学性能，由其对于材料的弯曲强度和拉伸强度均有提高。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，特别涉及一种可生物降解的复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

在箱包回收过程中，由于箱包制作的材料比较多样，如人造革、布料、塑料、金属拉杆等，故造成箱包废弃物在回收利用中，通常会进行分类处理，但是由于箱包中用到的塑料是已经一体化成型的塑料，通常无法直接利用，为了增加箱包中用塑料的回收利用率，会使用热塑性塑料，但是热塑性塑料在回收利用时，还存在以下问题：在使用过程中，会发生蠕变和应力松弛；二是热塑性塑料的整体力学效果较差。为了解决上述问题，通常在塑料基体中加入纤维或者其他物质进行改性，增加塑料的强度。

目前热塑性塑料在废弃制品再利用时，需要热解回收有用的原始化学物质，回收塑料可以再配或不再配填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等，重新制备成型制品，但许多塑料产品因为经过表面处理而回收比较困难，且热塑性塑料在回收过程中，由于原材料使用的问题，如劣质或者做工不好的产品很有可能会有致癌物质产生，还有箱子的耐用性会降低，容易损坏。

故可生物降解塑料应运而生，生物合成的可降解塑料每年的产量均在增加，但是生物可降解的塑料存在以下问题：一是添加剂与基体材料之间的相容性；二是生物可降解塑料的力学性能。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种可生物降解的复合材料的制备方法，通过该方法制备的生物材料，具有耐水性好、力学性能优异。本发明的另一目的是提供了该制备方法制备的复合材料在箱包制品中的应用。

技术方案：本发明所述的一种可生物降解的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)改性复合纤维的制备：将竹纤维、亚麻纤维、大麻纤维以及棉纤维按照质量比为2-3:1:0.3-1:0.5-1混合，加入5-10％氢氧化钠水溶液中在90-95℃温度下，浸润2-3h，随后将溶液超声处理20-30min，将超声处理后复合纤维进行洗涤，烘干，将烘干后的复合纤维，分散于二甲基甲酰胺中，加入环氧氯丙烷，在110-120℃温度下，进行酯化，反应时间为6-8h，反应完毕后，进行反应物提纯，得改性复合纤维，将得到的反应物进行在空气气氛中进行辐照处理，得改性复合纤维；

(2)改性增塑剂的制备：将淀粉、壳聚糖、羧甲基纤维素、半纤维素与透明质酸按照质量比为2-5:1-2:0.5-1:0.2-0.5:1-2混合，得混合物A，将所得的混合物A分散于二甲基甲酰胺中，加入脂肪酸酯，在60-80℃温度下反应，4-5h，反应完毕后，进行反应物提纯，得改性增塑剂；

(3)按重量份计，将40-50份聚乳酸、10-20份聚酰胺、15-20份步骤(1)中得到的改性复合纤维、10-15份步骤(2)中得到的改性增塑剂、3-5份聚ε-己内酯、2-6份硅烷偶联剂、3-5份聚乙烯蜡以及10-20份白炭黑，加入密炼机中熔融混合，得可生物降解的复合材料。

进一步需要说明的是：

本发明中选用聚乳酸作为基底材料，主要原因是聚乳酸不仅可生物降解，其还具有较高的机械强度。

本发明利用聚乳酸和聚酰胺配伍，利用聚酰胺强韧、耐磨、耐高温、抗冲击性能优异的特性，解决聚乳酸使用时间较短，强度耐久性差的缺点。