[发明专利]玉米秸秆纤维素增韧改性聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种玉米秸秆纤维素增韧改性聚乳酸复合材料及其制备方法，属于化工领域。由以下质量份的原料制成的；聚乳酸70％～95％；改性秸秆纤维素5％～30％。将改性秸纤维素溶于N，N－二甲基乙酰胺，反应釜预热80℃～90℃，30～40min；开通均质机，设定转速为80～120r/min，加入聚乳酸，维持80℃～90℃、80～120r/min反应140～160min后，共混溶液均匀，真空脱气，采用流延法均匀的涂敷，烘干。优点是：将改性秸秆纤维素混杂填充聚乳酸复合材料，在混杂填充复合材料中，应用改性秸秆纤维充分发挥了秸秆纤维对聚乳酸基体的增强效果，并降低成本，其中，20％的固体酸改性秸秆纤维素在强度和耐热性方面效果良好。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种高分子材料，具体来说是一种纤维素增韧改性聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

随着化石资源的日益枯竭，环保问题越来越严重，尤其是白色污染治理难题的出现，迫切需要寻找可降解和可再生的生物材料，来替代塑料制品。因此，可降解生物材料也就理所当然地成为塑料领域的主流方向。然而，可降解材料都有或多或少的缺陷，攻克这些缺陷，扩大其应用范围，对于推广生物可降解材料减少环境污染有重要意义。

聚乳酸是天然淀粉、纤维素为原料，经水解得到葡萄糖，再经乳酸菌厌氧发酵转化成乳酸，最后经聚合反应生成的热塑性脂肪族聚酯；是一种生物相容性良好，无毒无害，强度高、可塑性好的可降解生物塑料，在工业、农业、家居生活、生物医学等领域具有广泛的应用价值。目前，聚乳酸存在性脆易折、韧性差、不耐冲击，生产成本较高等，诸多因素影响了其广泛应用。

吉林省是农业大省，是我国的黄金玉米带，玉米种植面积达4000万亩，玉米产量达2500万吨以上，年可利用玉米秸秆量超过2800万吨。玉米秸秆是一种可供开发和综合利用的绿色资源。目前，大量玉米秸秆无处可用，或被焚烧，或堆积在路边任其腐烂。即浪费了宝贵的自然资源，又污染了环境，已成为近年雾霾频发的重要原因之一。

纤维素在自然界中分布最广、含量最多，占植物界碳含量的50％以上。纤维素家族主要分为甲基纤维素、乙基纤维素，羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素这几种，虽然同属于纤维素范畴，但彼此的性能却也有较大差异，比如：甲基纤维素可溶于水，乙基纤维素易溶于有机溶剂，纤维素与聚乳酸的共混改性的方法在文献中已有报道。现有专利CN201310739111.X公开了一种将天然纤维素原料(秸秆、木纤维等)和聚乳酸在N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液中溶解后沉淀干燥得到共混产物。该方法缺点是采用有机溶剂中混合制备复合材料。专利

CN201610468074.7公开了一种的制备方法，采用聚己二酸二甘醇酯增韧改性聚乳酸，然后与是从棉杆皮中提取纳米纤维素微纤进行熔融挤出得到复合材料。现有专利及相关报道，均存在原料成本高、工艺复杂、共混材料韧性差等不足。

发明内容

本发明提供一种玉米秸秆纤维素增韧改性聚乳酸复合材料及其制备方法，旨在增强聚乳酸的韧性，降低生产成本。

本发明采取的技术方案是，由以下质量份的原料制成的；

聚乳酸70％～95％；改性秸秆纤维素5％～30％。

所述改性秸秆纤维素是由如下方法制得的：

收集玉米秸秆，105℃烘干，粉碎至60目，加入14倍体积的固体酸，该固体酸的浓度为1.5％，时间80min，温度120℃。

一种玉米秸秆纤维素增韧改性聚乳酸复合材料的制备方法，包括下列步骤：

(1)、将改性秸纤维素溶于N，N－二甲基乙酰胺(DMAc)；

(2)、反应釜预热80℃～90℃，30～40min；

(3)、开通均质机，设定转速为80～120r/min；