[发明专利]一种异质型木质素/聚乳酸复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种异质型木质素/聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：将木质素分散于水得到木质素溶液；向木质素溶液中加入分散剂和界面相容剂，超声混合后对混合溶液进行机械球磨；将球磨后的混合溶液进行冷冻干燥得到异质型木质素；室温下将聚乳酸溶解于良溶剂中得到聚乳酸溶液；向上述聚乳酸溶液中加入异质型木质素，搅拌至形成均匀混合液后超声脱泡；将上述均匀混合液浇筑到平面容器中，至溶剂挥发完全即得异质型木质素/聚乳酸薄膜。本发明解决木质素在传统高分子材料的相容性和分散性差的问题，同时实现木质素填料高强度和高韧性这一在材料中很难共存的矛盾，另一方面也赋予了材料优异的抗紫外线功能，极大了扩宽其应用领域。

技术领域

本发明属于领域，更具体地，涉及一种异质型木质素/聚乳酸复合材料的制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种以玉米淀粉等可再生资源为原料的高分子材料，使用后分解为二氧化碳和水。它无毒、无刺激、可塑性高、容易加工成型，被认为是具有广阔发展前景的绿色生物基高分子材料。PLA来源于再生资源，其本身也具有可降解性和再生性。研究显示，PLA在使用过程中不产生有毒的物质，同时其降解产物也不会对机体产生毒性。PLA是能完全降解的生物质材料，因此在医用缝合线、药物运输、组织工程支架等高端医用产品具有良好的前景。目前PLA主要应用在薄膜和包装，纺织品和纤维等等。作为纺织面料，PLA具有可染性和生物相容性，制成的织物有光泽，对人体无害，穿着舒适，尤其适合内衣和运动衣。在日常生活中PLA还可以用来生产一次性餐盒、垃圾袋等日用品，由于其优良的性能使其包装材料，纤维，工程塑料和生物医学等方面得到广泛的应用。然而，PLA具有许多缺点，如价格高，脆性高，耐热性差，耐冲击性差等，限制了它的大规模使用。

木质素(Lignin)是地球上除纤维素外的第二大天然聚合物，可以说是取之不尽，用之不竭的可再生资源。由于木质素复杂的芳香族结构，制浆造纸业中提取的Lignin绝大部分被燃烧作为热源，利用价值低。据报告，现今木质素的高效利用效率仅为2％。木质素结构中存在大量的刚性苯环和苯酚结构，使得木质素可以作为一种高分子材料增强体以及赋予材料抗紫外的功能。对聚乳酸基体而言，木质素是一种价格低廉、工艺可行的填料且红外分析表明聚乳酸中的羰基和木质素中的羟基之间形成了氢键作用，加入木质素填料，在一定程度上可以提高聚乳酸材料的强度和抗紫外的功能，提高聚乳酸材料的应用范围，例如在农膜，地膜等方面，而且可以大大降低聚乳酸材料的成本。但是迄今为止，绝大多数使用木质素填料去增强聚乳酸的同时，必然导致材料韧性的大大的下降。因此，如何使木质素在增强聚乳酸刚性的同时提高材料的韧性，一直是一个亟待解决的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足，提供一种异质型木质素/聚乳酸复合材料的制备方法，解决现有木质素填料无法做到增强又增韧聚乳酸材料的困难，制备出高强高韧且具有优异抗紫外功能的异质型木质素/聚乳酸多功能高分子复合材料。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种异质型木质素/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将木质素分散于水得到木质素溶液；一般使用去离子水；

向木质素溶液中加入分散剂和界面相容剂，超声混合后对混合溶液进行机械球磨；该步骤中所述机械球磨可以在氧化锆球磨罐中，利用行星球磨机对混合溶液进行机械球磨；

将球磨后的混合溶液进行冷冻干燥得到异质型木质素；该步骤中可将混合溶液置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥

室温下将聚乳酸溶解于良溶剂中得到聚乳酸溶液；

向上述聚乳酸溶液中加入异质型木质素样品，搅拌至形成均匀混合液后超声脱泡；