[发明专利]一种全生物降解秸秆注塑塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全生物降解秸秆注塑塑料及其制备方法，该塑料的制备原料包括：PLA、PBS、PHAs、秸秆粉、相容剂、添加剂和纳米刚性有机材料；其中，PHAs为PHB、PHBV、PHBH中至少一种；相容剂为聚乙二醇、硅烷偶联剂、铝钛酸酯和钛酸酯中至少一种；添加剂为增塑剂、热稳定剂和内润滑剂中至少一种；纳米刚性有机材料为纤维素纳米晶体或者纤维素纳米纤丝。制备方法是将相容剂配成乙醇溶液，喷洒至秸秆粉和纳米刚性有机材料的混合物中，室温放置后烘干，再加入剩余原料搅拌混和均匀，双螺杆挤出机混炼造粒。本发明产物力学性能好，原料中部分来自于天然可再生物质，且均可生物降解，绿色环保。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种全生物降解秸秆注塑塑料及其制备方法。

背景技术

塑料产品自问世以来以其通用性和实用性给人们的工作和生活带来极大的方便，被普遍使用于生产、生活、科研等等几乎所有的领域。当这些塑料制品被废弃后大部分没有被回收利用，而是散落于周边环境各处，形成众所周知的白色污染。二十多年来，我国政府也投入大量的科研人力和财力，但是治理白色污染工作难度很大。直到完全生物降解塑料出现，才看到了彻底治理白色污染的希望。

全生物降解塑料是一类具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。

稻秸是一种禾本植物，是全世界最主要的农副产物，同时也是世界上利用价值最高的农产品(2011年全球经济效益1870亿美金)。长期以来，农作物秸秆主要用作肥料、燃料、饲料和造纸原料，利用率不到50％。剩余大部分秸秆都做焚烧处理，导致了严重的雾霾及其他空气污染。

纳米纤维素的来源十分广泛，并具有高结晶度、低密度、高杨氏模量、高强度、高比表面积、低热膨胀系数、亲水性、超精细结构、生无可降解、生物相容性及可再生性。

然而现有技术中的秸秆全生物降解塑料在制备过程中由于对秸秆的改性效果有限，加上全生物降解塑料本身的性能缺陷，生产出的全生物降解塑料力学性能上与传统塑料，甚至与纯全生物降解塑料都有较大差距，无法满足日常使用的要求。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种全生物降解秸秆注塑塑料。

本发明提供的全生物降解秸秆注塑塑料，按质量百分数计，制备原料包括：

其中，所述聚羟基脂肪酸酯为聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚3-羟基丁酸酯3-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)、聚3-羟基丁酸酯3-羟基己酸酯共聚物(PHBH)中的一种或几种；所述相容剂为聚乙二醇、硅烷偶联剂、铝钛酸酯和钛酸酯中的一种或几种；所述添加剂为增塑剂、热稳定剂和内润滑剂中的一种或几种；所述纳米刚性有机材料为纤维素纳米晶体或者纤维素纳米纤丝。

纳米纤维素的来源十分广泛，并具有高结晶度、低密度、高杨氏模量、高强度、高比表面积、低热膨胀系数、亲水性、超精细结构、生物可降解性、生物相容性及可再生性。纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystals，CNC)、纤维素纳米纤丝(cellulose nanofiber，CNF)，直径在5-20nm左右，CNC的长度在50-300nm之间，CNF长径比比较大，长度一般可达微米级。纳米刚性有机材料来源十分广泛，少量的使用对体系力学性能的提升有明显效果。

优选地，所述纳米刚性有机材料的尺寸为1～100nm。

优选地，所述增塑剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、木糖醇、甘露醇、或山梨醇。