[发明专利]一种生物可降解复合管状材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种生物可降解复合管状材料的制备方法，包括以下步骤：将聚丁二酸丁二酯、聚乳酸和天然纤维材料混合干燥；干燥处理后混合物以及增塑剂置于混合机中；混匀后置于双螺杆挤出机中，熔融混合均匀并进行挤出造粒，收集母料；将母粒送入混合干燥机中混合干燥后送入圆管挤出机；挤出的管材经常温水浴冷却，冷却成型后用切割机切割成不同长度的管状材料。本发明的有益效果是，以聚丁二酸丁二酯、聚乳酸和天然纤维材料为原料，先挤出造粒再挤出管材，制成的生物可降解复合管状材料降低了生物可降解的复合管状材料的成本；思路新颖、制备方法简单实用，且能替代PE、PP作为管状填料和吸管应用。

技术领域

本发明涉及生物可降解复合材料制备技术领域，尤其涉及一种生物可降解复合管状材料的制备方法及其应用。

背景技术

目前，市场上的睡枕、靠枕、坐垫的内芯填料以及饮料用吸管等产品，采用的大都是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等难降解的材料，这就导致了废弃的填料和吸管，大部分被当作日常生活垃圾进行填埋或焚烧，对土地和大气资源造成了严重污染。

聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚乳酸(PLA)及天然纤维材料都是生物可降解的高分子材料，在细菌或酶的催化下最终降解成二氧化碳和水。此外，PBS、PLA还具有良好力学性能和加工性能，在可降解纤维材料的制备领域具有广阔的应用前景。然而，PBS的加工温度低，并且价格相对较高，严重制约了其工业化生产和应用。

因此，开发一种可用作睡枕、靠枕、坐垫等的内芯填料，以及可制作饮料吸管的可生物降解的复合材料具有重要意义。

发明内容

为解决睡枕、靠枕、坐垫的废弃填料和饮料吸管难以降解的技术问题，本发明公开了一种生物可降解复合管状材料的制备方法及其应用。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种生物可降解复合管状材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)首先，将一定分子量的聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚乳酸(PLA)和天然纤维材料，置于50-60℃条件下进行混合干燥，干燥时间为6-12h；

(2)将经干燥处理后的一定质量比的聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚乳酸(PLA)、天然纤维材料，以及增塑剂置于混合机中，常温下混合5-10min；

(3)待混匀后，再将混合物置于双螺杆挤出机中，熔融混合均匀并进行挤出造粒，控制混合物在双螺杆挤出机中的停留时间，且挤出造粒过程在三段温度条件下进行，将造粒后的母粒收集待用；

(4)将母粒送入混合干燥机中混合干燥5-10min，再将干燥后的物料送入圆管挤出机，通过一定尺寸的圆形模头挤出管材，且挤出过程在三段温度条件下进行，其中，圆管挤出机圆形模头直径为3-10mm；

(5)挤出的管材再经常温水浴冷却，冷却成型后用切割机切割成不同长度的管状材料，即为生物可降解复合管状材料。

作为本发明的进一步优选，步骤(2)中，所述聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚乳酸(PLA)、天然纤维材料的质量比为(50-80):(10-40)：(10-20)。

作为本发明的进一步优选，所述天然纤维材料选自棉纤维、黏胶纤维、麻纤维、秸秆纤维、玉米芯粉体、废旧纤维素纤维、生物纤维素中的一种或多种；麻纤维选自大麻、苎麻、亚麻、黄麻中的一种或多种。

作为本发明的进一步优选，所述聚乳酸(PLA)为颗粒状或粉体；所述聚丁二酸丁二酯 (PBS)为颗粒状或粉体。

作为本发明的进一步优选，所述增塑剂选自聚乙二醇、改性PLA、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯中的一种或多种。