[发明专利]改性生物基材料、复合材料及其原料、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性生物基材料、复合材料及其原料、制备方法和应用。原料组合物包括如下重量份数的各组分：100份生物基材料、1.25～15份活化物质、25～100份长碳链物质和1.25～15份相转移催化剂；其中，活化物质为季铵碱；相转移催化剂为季铵盐相转移催化剂；长碳链物质为能与生物基材料发生醚化反应和/或酯化反应的长碳链有机化合物。本发明制得的改性生物基材料与聚烯烃具有良好的相容性，二者制得的复合材料的力学性能优异，可生物降解，生物基材料在复合材料中的占比较高，降低复合材料成本。

技术领域

本发明涉及一种改性生物基材料、复合材料及其原料、制备方法和应用。

背景技术

复合材料可以发挥各组分的性能特点，具有其他材料不可替代的优点，因此备受人们的青睐。例如，生物基塑料作为复合材料同时具有生物基材料的特点和塑料的特点。

其中，生物基材料可以缓解我国的能源紧缺问题，其也具有来源广泛、价格低廉、污染小、改善生态环境、可生物降解等优点，可解决塑料的不可降解问题，可谓是一举多得。但是生物基材料一般都含有大量的极性基团，而以聚烯烃为原料的塑料又是非极性高分子，两者的相容性不好，从而会导致复合材料的力学性能下降的问题。目前，有通过添加相容剂或偶联剂的方法来提高生物基材料和聚烯烃之间相容性的报道，但相容性和力学性能提高的程度有限，且生物基材料的添加量普遍较少，大量生物基材料没有得到有效的利用。

因此，本领域亟需开发一种生物基材料和聚烯烃之间相容性良好，生物基材料在复合材料中的占比较高，降低复合材料成本，且力学性能佳的复合材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中生物基材料和聚烯烃相容性差，导致复合材料力学性能不佳，复合材料中生物基材料的添加量少等缺陷而提供一种改性生物基材料、复合材料及其原料、制备方法和应用。本发明制得的改性生物基材料与聚烯烃具有良好的相容性，二者制得的复合材料的力学性能优异，可生物降解，生物基材料在复合材料中的占比较高，降低复合材料成本。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种原料组合物，其包括如下重量份数的各组分：100份生物基材料、1.25～15份活化物质、25～100份长碳链物质和1.25～15份相转移催化剂；

其中，所述活化物质为季铵碱；所述相转移催化剂为季铵盐相转移催化剂；所述长碳链物质为能与所述生物基材料发生醚化反应和/或酯化反应的C₁₀～C₃₆脂肪族化合物。

本发明中，所述生物基材料可为本领域常规使用的生物质和/或改性生物质。

其中，所述生物质可为本领域常规使用的生物质，一般可为纤维素、半纤维素、木素、天然橡胶、甲壳素和壳聚糖中的一种或多种，较佳地为纤维素或壳聚糖。

其中，所述改性生物质可为本领域的生物质经改性后制得的物料，较佳地为木质素磺酸钠。所述木质素磺酸钠一般从采用亚硫酸盐法制浆过程产生的废弃物中提取得到。

本发明中，较佳地，所述长碳链物质为含有羧基、酯基、氰基、-COX₁和-X₂中一种或多种的C₁₀～C₃₆脂肪族化合物，其中，X₁和X₂各自独立地为卤素，所述卤素较佳地为Br或Cl。

本发明中，更佳地，所述长碳链物质为十一烯酸、硬脂酸、硬脂酰氯、氯化石蜡、AKD和ASA中的一种或多种，进一步更佳地为硬脂酰氯、氯化石蜡或AKD，例如型号为52#的氯化石蜡。

本发明中，所述季铵碱可为本领域常规使用的分子式为的碱性物质，其中R₁、R₂、R₃和R₄为烷基。