[发明专利]生物质增强剂、改性PBS材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种生物质增强剂、改性PBS材料及其制备方法，该生物质增强剂为以改性木质素为核、以聚丙交酯‑聚丁内酯嵌段共聚物为壳的核壳结构，适用作聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的增强剂。其中，改性木质素与聚丙交酯部分为增强结构，能赋予PBS更高的强度，聚丁内酯链段与PBS链段结构相似，使生物质增强剂与PBS有良好的相容性，无需再另加其他种类的相容剂。此外，本发明的生物质增强剂含大量稳定的苯环刚性结构，具有结晶成核剂的作用，能够提高PBS的结晶度，从而提高PBS的热稳定性。

技术领域

本发明涉及塑料改性技术领域，特别是涉及一种生物质增强剂、改性PBS材料及其制备方法。

背景技术

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种具有很好延展性和柔韧性的可生物降解塑料，在薄膜领域得到很好的应用。但PBS的拉伸强度不够高，只有35MPa左右，在进一步推广应用方面受到限制。为了进一步扩大PBS的应用领域，特别是在结构材料领域的应用，对其进行增强改性显得十分必要。PBS增强改性的方式主要有共聚和共混两种。其中，共混增强改性较为简单易行，但是传统的增强剂与PBS相容性差，通常需要通过添加昂贵的相容剂来解决共混组分相容性的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种生物质增强剂、改性PBS材料及其制备方法，以解决传统的增强剂与PBS相容性差的问题。

一种生物质增强剂，所述生物质增强剂为核壳结构，所述核壳结构的内核为改性木质素，所述核壳结构的外壳为聚丙交酯-聚丁内酯嵌段共聚物。

在其中一个实施例中，所述改性木质素为羟甲基化木质素。

在其中一个实施例中，所述改性木质素是通过以下方法制备得到：

将碱木质素、乙二醇二甲醚和甲醛加入反应釜中，在70℃～90℃下进行反应，过滤反应产物，收集固体，即得；其中，碱木质素与乙二醇二甲醚的质量体积比为3g:20ml～5g:20ml，碱木质素与甲醛的质量比为1:(0.06～0.1)。

一种上述任一实施例的生物质增强剂的制备方法，包括以下步骤：

将所述改性木质素、丙交酯、丁内酯以及催化剂加入反应釜中，在80℃～110℃下进行反应，即得；其中，所述改性木质素、丙交酯和丁内酯的质量比为100:(10～25):(5～15)。

在其中一个实施例中，所述催化剂为生物质炭磺酸。

在其中一个实施例中，所述催化剂的用量为原料总质量的0.2％～0.8％。

一种改性PBS材料，包括PBS基体以及分散于所述PBS基体中的上述任一实施例的生物质增强剂。

在其中一个实施例中，所述PBS基体与所述生物质增强剂的质量比为1:(0.1～0.5)。

一种上述任一实施例的改性PBS材料的制备方法，包括以下步骤：

将所述PBS基体和所述生物质增强剂混合均匀，得混合料；

将所述混合料熔融挤出，即得。

在其中一个实施例中，所述熔融挤出采用双螺杆挤出机，挤出时机头温度为130℃～140℃，一区温度为70℃～90℃，二区温度为80℃～100℃，三区温度为90℃～110℃，四区温度为100℃～120℃，五区温度为110℃～130℃，六区温度为130℃～150℃。

与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：

上述生物质增强剂适用作聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的增强剂。其中，改性木质素与聚丙交酯部分为增强结构，能赋予PBS更高的强度，聚丁内酯链段与PBS链段结构相似，使生物质增强剂与PBS有良好的相容性，无需再另加其他种类的相容剂。