[发明专利]一种木糖醇改性聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于包装材料领域，涉及一种聚乳酸包装材料，具体为一种木糖醇改性聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸作为生物可降解和可再生的脂肪族聚酯在生物医药领域被广泛的关注。线性聚乳酸材料本身性能脆、抗冲击性差同时缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形，同时又具有较高的熔点和粘度，较慢的降解速率，在一定程度上限制了其在农药、医药和包装领域的广泛应用，而星型聚合物有较低结晶度、扩散系数和低的熔融粘度等独特性质。将线性的聚乳酸改性成星型的聚乳酸，可以获得高分子量的同时，降低其粘度，并且提高流动性。因此，星型聚合物逐渐成为高分子领域的研究热点。

发明内容

本发明解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，改善聚乳酸本身性能脆、抗冲击性差同时缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形，同时又具有较高的熔点和粘度，较慢的降解速率的缺陷，本发明提供了一种木糖醇改性聚乳酸复合材料及其制备方法。

技术方案：一种木糖醇改性聚乳酸复合材料，按重量份计，所述复合材料包含以下组分：木糖醇12～19份、聚柠檬酸木糖醇8～16份、乙二醇3～11份、山梨糖醇2～9份、亚麻纤维6～18份、棉花纤维3～12份、竹纤维2～13份、甘油3～17份、聚乳酸25～50份。

优选的，按重量份计，所述复合材料包含以下组分：木糖醇16份、聚柠檬酸木糖醇14份、乙二醇8份、山梨糖醇7份、亚麻纤维13份、棉花纤维9份、竹纤维11份、甘油13份、聚乳酸38份。

所述的一种木糖醇改性聚乳酸复合材料的制备方法，包含以下步骤：

(1)采用质量分数为11％～30％的碳酸氢钠水溶液处理亚麻纤维、棉花纤维和竹纤维，反应1～2.5小时；

(2)将步骤(1)处理后的纤维置于烘箱中烘干，并将纤维粉碎，然后置于真空干燥箱内干燥1～3小时，得纤维粉末，其中真空度为-0.2Pa～-0.1Pa，温度为70～85℃；

(3)采用质量分数为22％～40％的氢氧化钠溶液处理纤维粉末，反应温度为30～55℃，时间为1.5～4小时，反应结束后用去离子水漂洗至中性，风干、备用；

(4)在无水、真空状态下，将纤维粉末与L-丙交酯单体按质量比8～11:3～5混合，溶剂为甲苯，在45～55℃条件下反应1～3小时；然后充入氮气，升温至130℃后，滴入催化剂辛酸亚锡，磁力搅拌，反应20～50分钟后室温下冷却；

(5)将步骤(4)处理后的纤维粉末与木糖醇、聚柠檬酸木糖醇、乙二醇、山梨糖醇、甘油和聚乳酸混合，真空干燥后置于开炼机中，开炼机双辊内温度为180℃～190℃，至完全熔融后，转移至平板硫化机上热压成型。

优选的，步骤(1)中采用质量分数为22％的碳酸氢钠水溶液处理亚麻纤维、棉花纤维和竹纤维，反应2小时。

优选的，步骤(2)中将步骤(1)处理后的纤维置于烘箱中烘干，并将纤维粉碎，然后置于真空干燥箱内干燥2小时，得纤维粉末，其中真空度为-0.2Pa，温度为80℃。

优选的，步骤(3)中采用质量分数为35％的氢氧化钠溶液处理纤维粉末，反应温度为50℃，时间为3小时，反应结束后用去离子水漂洗至中性，风干、备用。

优选的，步骤(4)中在无水、真空状态下，将纤维粉末与L-丙交酯单体按质量比9:4混合，溶剂为甲苯，在50℃条件下反应2小时；然后充入氮气，升温至130℃后，滴入催化剂辛酸亚锡，磁力搅拌，反应40分钟后室温下冷却。

优选的，步骤(5)中将步骤(4)处理后的纤维粉末与木糖醇、聚柠檬酸木糖醇、乙二醇、山梨糖醇、甘油和聚乳酸混合，真空干燥后置于开炼机中，开炼机双辊内温度为188℃，至完全熔融后，转移至平板硫化机上热压成型。

有益效果：(1)本发明所述木糖醇改性聚乳酸复合材料经改性后呈星型结构，具有较低结晶度、扩散系数和低的熔融粘度等特性；(2)本发明所述复合材料抗冲击性好，柔性和弹性佳，不易变形；(3)本发明所述复合材料具有高分子量，粘度低，流动性提高，降解速率加快。

具体实施方式

实施例1

一种木糖醇改性聚乳酸复合材料，按重量份计，所述复合材料包含以下组分：木糖醇12份、聚柠檬酸木糖醇8份、乙二醇3份、山梨糖醇2份、亚麻纤维6份、棉花纤维3份、竹纤维2份、甘油3份、聚乳酸25份。

所述的一种木糖醇改性聚乳酸复合材料的制备方法，包含以下步骤：

(1)采用质量分数为11％的碳酸氢钠水溶液处理亚麻纤维、棉花纤维和竹纤维，反应1小时；