[发明专利]一种聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料领域，具体涉及一种聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

随着化石燃料资源和塑料后处理压力的增加，研究和开发生物可降解高分子材料成为高分子学界研究的热点。聚乳酸是一种具有良好的机械性能、生物降解性、生物相容性和环境友好性，且其是原料来源广泛的天然可再生资源，成为研究和开发的最佳选择。但是，由于聚乳酸脆性大且价格昂贵，限制了它的应用发展。将聚乳酸与纤维素共混是一种极具前途的开发生物降解材料的技术方法。但由于聚乳酸的疏水性以及淀粉和纤维素的吸水性，两组分之间是热力学不相容的，导致组分之间的界面黏结力较差。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种具有良好力学性能的聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸36~46份，杉木粉34~50份，竹纤维6~12份，原花青素0.1~10份，甘油2~5份，线性低密度聚乙烯1~4份和爽滑剂1~3份。

优选地，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸40~42份，杉木粉40~44份，竹纤维8~10份，原花青素5~7份，甘油3~4份，线性低密度聚乙烯2~3份和爽滑剂2~3份。

更优选地，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸41份，杉木粉42份，竹纤维9份，原花青素6份，甘油3份，线性低密度聚乙烯2份和爽滑剂2份。

所述爽滑剂为芥酸酰胺或油酸酰胺。

所述线性低密度聚乙烯的密度在0.920~0.930g/cm³之间。

所述聚乳酸为医用级聚乳酸。

一种聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将竹纤维及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均匀，备用；

（2）将原花青素、线性低密度聚乙烯及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均匀，备用；

（3）将步骤（1）的混合物、步骤（2）的混合物及爽滑剂一并投入高速混合机中，分散均匀，静置12小时以上，备用；

（4）将步骤（3）制得的混合物投入同向双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度分别为：Ⅰ区135℃、Ⅱ区150℃、Ⅲ区170℃、Ⅳ区170℃和Ⅴ区135℃；造粒样品静置12~18h后，用单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度分别为Ⅰ区150℃、Ⅱ区165℃、Ⅲ区170℃和Ⅳ区130℃，得到条状的聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料。

有益效果：

本发明制备的聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料相对于聚乳酸具有更高的拉伸强度和弯曲强度，吸水率也降低，更适于加工应用。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例1

一种聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸36份，杉木粉34份，竹纤维6份，原花青素0.1份，甘油2份，线性低密度聚乙烯1份和芥酸酰胺1份。

制备方法，包括如下步骤：

（1）将竹纤维及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均匀，备用；

（2）将原花青素、线性低密度聚乙烯及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均匀，备用；

（3）将步骤（1）的混合物、步骤（2）的混合物及芥酸酰胺一并投入高速混合机中，分散均匀，静置12小时以上，备用；

（4）将步骤（3）制得的混合物投入同向双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出温度分别为：Ⅰ区135℃、Ⅱ区150℃、Ⅲ区170℃、Ⅳ区170℃和Ⅴ区135℃；造粒样品静置12h后，用单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度分别为Ⅰ区150℃、Ⅱ区165℃、Ⅲ区170℃和Ⅳ区130℃，得到条状的聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料。

实施例2

一种聚乳酸-杉木粉-竹纤维复合材料，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸40份，杉木粉40份，竹纤维8份，原花青素5份，甘油3份，线性低密度聚乙烯2份和油酸酰胺2份。

制备方法，包括如下步骤：

（1）将竹纤维及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均匀，备用；

（2）将原花青素、线性低密度聚乙烯及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均匀，备用；