[发明专利]一种甘蔗渣纤维/PHA完全可降解复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种甘蔗渣纤维/PHA完全可降解复合材料及其制备方法，涉及可降解材料技术领域。该可降解复合材料，包括甘蔗渣纤维30‑50份，PHA 50‑70份，甘油3‑5份，石蜡2份，抗氧化剂3‑5份，紫外线稳定剂3‑5份；所述甘蔗渣纤维的长径比大于等于20。本发明提供的甘蔗渣纤维/PHA完全可降解复合材料，利用具有较高长径比的甘蔗渣纤维作为增强相，能够提供更好的增强效果。本发明提供的制备方法，通过将具有较高长径比的甘蔗渣纤维束分散成单根纤维，然后以甘蔗渣纤维作为增强相与聚羟基脂肪酸酯(PHA)进行熔融混炼、挤出造粒制得甘蔗渣纤维/PHA复合材料母粒，从而可提高复合材料的强度、力学性能。

技术领域

本发明涉及可降解材料技术领域，尤其涉及一种甘蔗渣纤维/PHA完全可降解复合材料及其制备方法。

背景技术

目前广泛应用的木塑复合材料是以生物质填料作为增强相，石油化工塑料作为基体相制备而成的新型复合材料。常见的生物质填料有木粉、秸秆粉、稻壳粉等，这类细小颗粒状的生物质填料的尺寸通常介于40目至80目之间(大约0.35-0.15mm)。由于这颗粒状填料在塑料基体中的增强效果有限，因此填充量过高会导致复合材料的力学性能无法满足使用条件。所以，填充量通常被控制在30％-50％之间。尽管有可降解的生物质填料作为增强相，仍然无法改变木塑复合材料是以石油化工塑料为主的情况。而且这类生物质填料均匀分散在塑料基体中被塑料充分包裹，在自然环境中仍然难以降解。因此对于目前的环保要求来说，以石油化工塑料为基体的木塑复合材料还是没能达到完全可降解的目标。但是目前的可降解塑料由于高昂的成本以及性能方面的缺陷并不能真正实现对石油化工塑料的替代。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是背景技术中提到的一些缺陷，提供一种以可生物降解塑料为基体的完全可降解复合材料。

为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：

第一方面，本发明提出一种甘蔗渣纤维/PHA完全可降解复合材料，包括以下重量份组分：

甘蔗渣纤维30-50份，PHA 50-70份，甘油3-5份，石蜡2份，抗氧化剂3-5份，紫外线稳定剂3-5份；所述甘蔗渣纤维的长径比大于等于20。

第二方面，本发明提供第一方面所述的甘蔗渣纤维/PHA完全可降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，按配比，取甘蔗渣纤维、PHA、甘油、石蜡、抗氧化剂、紫外线稳定剂装入高速混料机中混合均匀，得到混合料；其中，所述甘蔗渣纤维分散成单根纤维；

S2，将混合料加入加压式密炼机中，在熔融状态下混炼均匀得到料块；

S3，将料块破碎成小颗粒；

S4，将小颗粒进行挤条造粒，得到甘蔗渣纤维/PHA复合材料母粒；

S5，将母粒用注塑成型或模压成型的方式加工成预设形状。

其进一步地技术方案为，所述步骤S1之前，还包括对甘蔗渣进行预处理。

其进一步地技术方案为，所述预处理操作包括，将喷淋后的湿甘蔗渣磨成细纤维状，烘干备用。

其进一步地技术方案为，所述预处理步骤之前，还包括将甘蔗渣中的蔗髓除去，再用清水喷淋甘蔗渣，得到湿甘蔗渣。

其进一步地技术方案为，所述预处理步骤具体为，将粒径为8-20目的湿甘蔗渣用磨盘机进行粗磨处理，磨盘间隙为0.4-0.8mm；粗磨完成后再换用细磨盘对粗磨后的物料进行精磨处理，磨盘间隙为0.1-0.38mm。

需要说明的是，本发明利用盘磨机对除髓后的甘蔗渣进行解纤处理，磨盘对甘蔗渣施加的机械剪切和摩擦作用能够将单根纤维从甘蔗渣原料中剥离出来，因此能够获得长径比在20以上的纤维状生物质填料。