[发明专利]一种生物可降解聚乳酸/木质素复合材料、制备方法及应用

说明书

一种生物可降解聚乳酸/木质素复合材料、制备方法及应用，所述复合材料包括如下原料：聚乳酸、木质素烷基酯、润滑剂，所述木质素烷基酯由烷基酰氯与木质素发生成酯反应而得。本发明制备的聚乳酸/木质素复合材料首先利用活泼的酰氯与木质素上的酚羟基发生成酯反应生成木质素烷基酯，再以聚乳酸、木质素烷基酯为原料通过双螺杆反应挤出，聚乳酸和木质素烷基酯之间可发生酯交换反应，生成韧性好，生物降解性能优秀的网状结构的聚乳酸/木质素复合材料。

技术领域

本发明属于聚乳酸复合材料技术领域，具体涉及一种生物可降解聚乳酸/木质素复合材料、制备方法及应用。

背景技术

石油基塑料带来了严重的环境污染问题，随着我国限塑令的颁布，大型商超，餐饮企业等地，环保塑料袋有偿使用得以推广，不合格塑料袋难见踪影。聚乳酸(PLA)的原料来自于植物资源，是通过化学方法合成的一种绿色生物降解高分子，因其具有良好的生物相容性,生物可降解性，化学惰性，已成为最具前途的生物可降解高分子材料之一。但PLA的脆性大、热变形温度低、冲击性能差等缺陷大大限制了它的应用。

木质素是自然界含量丰富、结构复杂的一种天然有机高分子化合物，是世界第二大可再生生物质资源。但由于木质素键型复杂，没有规则的重复单元或易被水解的化学键，微生物及其分泌的胞外酶不易与之结合，属于微生物极难分解的物质种类之一。因此，实现木质素的资源化,高值化利用对国民经济发展具有重要意义。

专利CN201710349779.1公开了一种反应挤出法改性聚乳酸-木质素复合材料及制备方法，该复合材料的组成以质量份数计为：聚乳酸100份，木质素40-100份，引发剂0.01-5份，反应单体0.01-15份，抗氧化剂0.1-1份。该复合材料的制备方法包括：首先按照复合材料的组成进行配料，将上述组成按比例均匀混合，然后将共混物置于反应设备中反应，从而制得聚乳酸-木质素复合材料。专利CN201610415035.0公开了一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料，改性木质素聚乳酸塑料的制备工艺：(1)木质素改性：按照重量份数，取20-25份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温80-90min，处理结束后用80-100℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；(2)制备共混塑料：按照重量分数，取1-2份改性木质素、30-38份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型；温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。上述公开的现有技术为利用木质素通过物理共混或化学改性的方法对聚乳酸进行处理以降低刚性、提高韧性，虽取得一定效果，但均不理想，且受难降解的木质素影响，所得聚乳酸复合材料的降解速度大大下降，有悖聚乳酸材料生物可降解的初衷。

因此，开发韧性优良，同时不影响其他性能的PLA材料，是提升PLA可降解材料在应用市场上的竞争优势，当今社会研究学者们努力的一个方向。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种生物可降解聚乳酸/木质素复合材料、制备方法及应用，该聚乳酸/木质素复合材料首先利用活泼的酰氯与木质素上的酚羟基发生成酯反应生成木质素烷基酯，再以聚乳酸、木质素烷基酯为原料通过双螺杆反应挤出，聚乳酸和木质素烷基酯之间发生酯交换反应，得到成韧性好，生物降解性能优秀的网状结构的聚乳酸/木质素复合材料。

为实现上述目的，本发明采取以下具体的技术方案：

一种生物可降解聚乳酸/木质素复合材料，其特征在于，所述复合材料包括如下原料：聚乳酸、木质素烷基酯、润滑剂，所述木质素烷基酯由烷基酰氯与木质素发生成酯反应而得。

一种生物可降解聚乳酸/木质素复合材料，其特征在于，所述复合材料包括如下重量份的原料：100份聚乳酸、8-15份木质素烷基酯、0.5-1份润滑剂。

所述烷基酰氯用量为木质素重量的3.0-5.0倍。

所述烷基酰氯选自乙酰氯、丙酰氯、异丁酰氯、丁酰氯中的至少一种。