[发明专利]一种复合植物纤维生物可降解材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种复合植物纤维生物可降解材料的制备方法，包括以下步骤：(1)椰壳纤维进行纤维素酶和果胶酶酶解和碱处理，得预处理椰壳纤维；(2)苎麻纤维进行低温等离子处理，然后进行碱处理，得预处理苎麻纤维；(3)按照重量份计，取预处理椰壳纤维10‑15份、预处理苎麻纤维5‑10份、聚乳酸50‑60份、淀粉5‑8份、甘油3‑5份、橡胶5‑8份，备用；(4)然后将上述称取好的原料在开炼机上进行熔融共混；(5)将开炼后的熔融共混物保压，成型温度为，最后经水冷后成型为板材，既得复合植物纤维生物可降解材料。本发明的复合植物纤维生物可降解材料具有良好的综合性能，相对单独对植物纤维进行碱处理的复合植物纤维生物可降解材料相比。

技术领域

本发明涉及一种复合植物纤维生物可降解材料的制备方法，属于复合可降解材料领域。

背景技术

可生物降解聚合物一般可以分为天然和合成两大类。在合成可降解聚合物中，比较常用的主要有聚乳酸、聚羟基醋酸、聚3-羟基丁酸酯、共聚聚酯、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物等。其中，聚乳酸(PLA)是最有发展前景的也是目前综合性能最突出的新型绿色高分子材料。聚乳酸的生产原料来源广泛，且不依赖于石油资源，具有良好的可生物降解性，降解后的产物为二氧化碳和水等小分子物质，能够被自然界重复利用，因此聚乳酸是一种符合循环经济的绿色环保型高分子材料。但目前市场上聚乳酸所占的份额还只是一小部分，还未能够普遍使用，主要是因为其生产成本较高，生产工艺复杂且生产流程长，与传统石油基聚合物材料相比，其机械性能稍差。植物纤维在自然界中分布比较广泛，主要是通过后加工处理从植物和农作物的各部位提取而来。将植物纤维用于复合材料中，能够为植物纤维的循环利用和缓解因燃烧带来的环境问题找到新的解决方法。因此可以采用添加植物纤维来提高机械性能稍差。但是单一植物纤维自身性能的局限性，在增强聚乳酸复合材料的性能方面存在不足。因此采用具有不同性能的植物纤维进行混杂，来探究混杂植物纤维对于聚乳酸性能的改善作用。一般来讲，将两种具有不同性能的短纤维混杂填充增强同一基体材料，往往能够产生单一纤维增强复合材料所不能达到的性能。混杂纤维增强复合材料不仅能够保留单一纤维的性能优势，还能根据性能需要对复合材料进行设计和调控，使不同纤维之间产生协同增强效应，从而极大地扩展了混杂复合材料的综合性能和使用范围。但是由于目前大多数的聚乳酸具有非极性和疏水性，而植物纤维具有极性和亲水性，两种相反的性质导致在二者的复合过程中，基体不能有效的浸润植物纤维，界面结合力较小，界面剪切强度弱，相容性较差，应力在复合材料界面不能有效地传递。这不仅不能充分利用植物纤维的一系列优势，还会使得界面层出现较多的空隙和应力集中部位，从而影响复合材料的综合力学性能。

发明内容

本发明提供了一种复合植物纤维生物可降解材料的制备方法，解决了现有植物纤维复合聚乳酸材料相容性不好，导致最终的复合材料综合性能不好的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种复合植物纤维生物可降解材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)椰壳纤维切成10-15mm的短纤维，按照1g：5ml的比例加水，然后添加0.1％的纤维素酶和0.2％的果胶酶35-40℃，反应10-15min，进行碱处理，得预处理椰壳纤维；

(2)苎麻纤维切成10-15mm的短纤维，进行低温等离子处理，然后进行碱处理，得预处理苎麻纤维；

(3)按照重量份计，取预处理椰壳纤维10-15份、预处理苎麻纤维5-10份、聚乳酸50-60份、淀粉5-8份、甘油3-5份、橡胶5-8份，备用；

(4)然后将上述称取好的原料在开炼机上进行熔融共混8-10min，温度为160-180℃；

(5)将开炼后的熔融共混物在平板硫化机上经预热后排气，然后保压6-8min，成型温度为180-190℃，压力为10-15MPa，最后经水冷后成型为板材，既得复合植物纤维生物可降解材料。