[发明专利]一种木质素基可生物降解塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种木质素基可生物降解塑料的制备方法,该制备方法包括：甲基化木质素的合成、木质素基可塑料母粒合成以及木质素基可生物降解塑料制备。本发明通过将木质素、甲基化木质素和聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)复合改性制备的木质素基可塑料符合完全降解的要求。将部分木质素进行甲基化改性后添入到复合材料中，可明显改善塑料整体性能，减少塑料助剂的使用，有效降低了该种塑料的制备成本，使之更有利于向市场推广。可用作购物袋、垃圾袋、地膜、蔬菜大棚膜、注塑板片、注塑片材等产品的生产。

技术领域

本发明属于塑料领域，具体涉及一种木质素基可生物降解塑料及其制备方法。

背景技术

我国是塑料制品的生产、出口和消费大国，塑料制品产量约占世界总产量的20％。塑料大多来源于化石能源，但随着化石能源的枯竭，寻求一种新的可再生的塑料来源成为当今乃至未来塑料产业发展的趋势。目前，塑料大多为不可降解的石油基高分子聚合物，随着环境危机的加剧和环保意识的增强，开发制备绿色循环可降解的新型塑料成为现在塑料行业研发的重点。

生物可降解塑料指在自然环境中，塑料的大分子链在微生物或(和)光的作用下可被断裂分解成二氧化碳和水的有机高分子材料。目前，制备工艺成熟且已实现商品化的可降解热塑性塑料有：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯类聚合物(PHAs)、聚己内酯(PCL)等。其中聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯因其具有良好的延展性和断裂伸长率和较好地耐热性和抗冲击性能,而被视为最有最有前途的可完全生物降解的塑料之一。

木质素是含有芳香族组成最丰富的天然物质，也是仅次于纤维素的，地球上第二大丰富的天然聚合物，还是土壤腐殖质最大的贡献者。作为一种丰富且廉价的天然高分子，木质素具有高的热稳定性、刚度、生物可降解性、抗氧化性和紫外辐射吸收能力，可广泛应用于各种领域。长期以来，多数木质素被直接燃烧来为工厂提供热量，使得木质素没有得到高效的利用这既造成了资源的浪费，也加剧了环境的污染，因此寻求一种高效合理高值化的木质素利用方式，对环境、资源和经济都有正面意义。

将木质素与PBAT结合开发新型可降解材料，既可以实现木质素的高值化利用，又能满足塑料产业的需求。

发明内容

本发明以PBAT为原料，添加木质素，通过混合挤出制备一种可生物降解的环保塑料。可用作购物袋、垃圾袋、地膜、蔬菜大棚膜、注塑板片、注塑片材等产品的生产。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

依据本发明提出的一种木质素基可生物降解塑料及其制备方法，包括以下步骤：

甲基化木质素的合成：将木质素溶于二甲基亚砜(DMSO)中，放入反应釜内，加入碳酸铯和碳酸二甲酯(DMC)，将反应釜密封后，进行第一反应，反应完成后，将混合物冷却到室温，并使用盐酸析出木质素，用去离子水清洗至中性后，冷冻干燥得到甲基化木质素粉末，备用；

木质素基可生物降解塑料母粒合成：分别将PBAT母料、木质素和甲基化木质素粉末在第一干燥条件下进行真空干燥，在高混机内加入干燥好的PBAT母料、木质素、甲基化木质素粉末以及塑料助剂，充分混合后，得混合物料，将所得混合物料经双螺杆挤出机在第一挤出条件下挤出造粒，得木质素基可塑料母粒，备用；

木质素基可生物降解塑料制备：将所得木质素基可生物降解塑料母粒在第一热压条件下进行热压成型，制得木质素基可生物降解塑料。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现：