[发明专利]一种淀粉/木质素全降解仿纸材料及其制备方法

说明书

本发明属于新材料中高分子材料的新型功能高分子材料的制备及应用技术，涉及改性塑料技术领域，具体来说是一种淀粉/木质素全降解仿纸材料的制备方法。本发明首先利用有机酸或酸酐对木质素进行处理制备得到酯化的木质素；然后利用冰醋酸和乙酸酐对氧化的淀粉进行处理，制备得到乙酰化的淀粉；最后将酯化木质素，聚乳酸，乙酰化的淀粉混合均匀后，经挤出造粒后制备得淀粉/木质素全降解仿纸材料。经本发明制备得到的仿纸材料不仅可以完全生物降解而且耐水性良好。

技术领域

本发明属于新材料中高分子材料的新型功能高分子材料的制备及应用技术，涉及改性塑料技术领域，具体来说是一种淀粉/木质素全降解仿纸材料及其制备方法。

背景技术

随着全球污染愈发严重，传统塑料制品对环境的巨大污染引起了人们的广泛关注。传统塑料的原料不可再生，塑料本身大都不可降解，每年数以亿万计的塑料制品被废弃，即便推行“限塑令”也收效甚微，“白色污染”依旧在增加。因此目前研究可降解塑料代替传统非降解塑料已成为国内外研究者们研究的一大重点。

造纸行业同样也是高耗能，高污染的行业，有时其污染程度甚至比石化高分子行业还严重。目前市面上出现了一些塑料仿纸材料以代替纸，但是这些材料中或多或少含有聚乙烯，聚丙烯等难降解聚合物，使得仿纸塑料不能完全降解。因此，开发全降解的仿纸材料具有重要的意义。

发明内容

为了解决传统仿纸塑料材料不能完全生物降解的问题。本发明的提供了一种淀粉/木质素全降解仿纸材料及其制备方法。为了实现上述目标，本发明将采用以下技术：

一种淀粉/木质素全降解仿纸材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将木质素浸泡于有机酸或酸酐中，在500-800rpm条件下加入少量的1-甲基咪唑后，在120℃下，酯化反应24小时后，在搅拌下将反应混合物逐滴加入冰水使得木质素沉淀，经过滤得到沉淀部分，并用蒸馏水清洗以除去残留的1-甲基咪唑和有机酸后，将沉淀置于过氧化二异丙苯的乙醇溶液，浸泡20-40min后取出，在60-80℃条件中真空干燥得到酯化木质素；

（2）将淀粉在双氧水溶液中浸泡45-60min后过滤，85℃真空干燥20-24h后得到氧化淀粉；

（3）将氧化淀粉与冰醋酸和乙酸酐在40℃,500-800rpm条件下搅拌1-1.5h后，置于冰浴中待温度降温0-4℃后，加入浓硫酸和冰醋酸混合溶液后，冰浴下继续搅拌10min后，将混合物在搅拌条件下加热至60℃，反应2小时后，向将混合物中加入10-20倍体积的蒸馏水后将形成的沉淀物在真空下过滤，用蒸馏水洗涤后并60℃下真空干燥20-24小时，得到乙酰化淀粉；

（4）将酯化木质素、聚乳酸、乙酰化淀粉混合均匀后，后转移至双螺杆挤出机中，经挤出造粒后制备得淀粉/木质素全降解仿纸材料。

进一步的，步骤（1）中所述的有机酸为乙酸、正丁酸、正己酸中的一种，所述的酸酐为醋酸酐、巴豆酸酐中的一种；所述的木质素与有机酸或酸酐的固液比为1：5-10。

进一步的，步骤（1）中所述的1-甲基咪唑加入量为木质素质量的0.5-1%。

进一步的，步骤（1）中所述的过氧化二异丙苯的乙醇溶液中过氧化二异丙苯的浓度为8-15g/L。

进一步的，步骤（2）中所述的双氧水溶液中双氧水的含量为20-45%。

进一步的，步骤（3）中所述的氧化淀粉与冰醋酸和乙酸酐加入量的质量比为1：3：3；所述的浓硫酸和冰醋酸混合溶液中浓硫酸和冰醋酸摩尔比为1：1。

进一步的，步骤（4）中所述的酯化木质素、聚乳酸、乙酰化淀粉混合时各组分按质量份数算依次为40-60份、10-15份、45-60份。

另外，本发明的淀粉/木质素全降解仿纸材料，其由上述制备方法所制备。