[发明专利]一种界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：将稻壳磨成80‑200目的粉末，用氢氧化钠溶液碱处理后干燥备用；按重量分数计，将干燥后的稻壳粉、聚乳酸、硅烷偶联剂等原料按60：40：4‑6的比例注入双螺旋挤出机，由螺杆挤出得到界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料。该方法简单且原料易得，易于实现大规模生产。该方法简单，易于实现大规模生产，经本发明提供的制备方法获得的稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料，具有坚硬、高密度、无毒、环保等特性，且具有良好的韧性，牢固度和耐老化性，结束使用后能够自行降解成为有机肥料。

技术领域

本发明涉及化工材料领域。具体涉及一种界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料的制备方法。

背景技术

塑料和我们的生活息息相关，是使用最广泛的人工合成材料。传统的塑料多以聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等热塑性树脂材料为主，这类材料原料产量大、价格低廉、易于加工。但是，树脂塑料在使用完成后极难自然降解，人工处理的成本很高，处理过程中容易产生毒气影响人们的健康生活。随着全球人口的膨胀和环境压力的增长，开发可降解的塑料产品迫在眉睫。在这一背景下，生物基复合材料日益受到重视，其复合工艺对充分利用农林废弃物、提高资源利用率，减轻环境压力和提高生产效益等都具有重要意义。可降解生物基复合材料选用聚乳酸等环保塑料作为基材，材料在使用完成后不会产生二次污染，已在汽车、室内装饰、城市景观等多个领域得到了应用。

聚乳酸是一种无毒、无刺激性、生物相容性良好的合成高分子材料，其原料是乳酸，主要由淀粉(如玉米、小麦、大豆)发酵制备，也可以以纤维素、厨房垃圾或鱼体废料为原料获取。可替代传统的石油化工产品。但聚乳酸价格昂贵，如果直接进行加工利用难以满足大众的需求。如果将聚乳酸和其他生物质材料共混改性，就可以降低使用成本，同时也可以形成交联网络结构，提高产品的使用寿命。稻壳作为稻谷加工剩余物，是一种来源广、成本低的可再生资源。本发明拟将稻壳纤维与聚乳酸复合制成RH/PLA复合材料，从而达到充分利用自然资源，改进聚乳酸的综合性能，降低生产成本的目的。

然而，聚乳酸为非极性线性聚高分子，而稻壳粉中的木质素和纤维素具有强极性，二者的界面相容性差。聚乳酸为硬而脆的疏水性材料，其制品的结晶度低，不易成膜，一般呈非晶态，造成聚乳酸材料的耐热性和力学性能较差。此外，稻壳粉表面有一层以二氧化硅为主要成分的覆盖膜，二氧化硅会阻碍聚乳酸对纤维的渗透，影响二者之间的界面结合。因此，提高聚乳酸和稻壳粉之间的界面相容性是制备性能优异的木塑复合材料、扩大应用范围的关键。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料的制备方法，该制备方法简单，可实现大规模生产；

本发明还有一个目的是提供一种界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料，其具有良好的耐水性；

本发明还有一个目的是提供一种界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料，在结束使用后可完全生物降解。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将稻壳磨成80-200目的粉末，用氢氧化钠溶液碱处理后干燥备用；

步骤二、按重量分数计，将干燥后的稻壳粉、聚乳酸、硅烷偶联剂等原料按60：40：4-6的比例注入双螺旋挤出机，由螺杆挤出得到界面改性稻壳粉/聚乳酸可生物降解复合材料。

优选的是，其中，所述步骤一中，稻壳粉处理的具体方法为：

将稻壳用清水洗涤1～2遍，除去固体杂质及灰尘，风干后用万能粉碎机碾磨粉碎至80目～200目。