[发明专利]一种淀粉植物纤维全降解复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种淀粉植物纤维全降解复合材料及其制备方法，以淀粉、植物纤维、增塑剂、助剂和抗氧剂为原材料制备而成。本发明采用高长径比的植物纤维作为骨架增强结构，以塑化淀粉为基体，配合多层复合技术制备出高强度淀粉纤维全降解复合材料，拉伸强度和抗冲击强度等工作性能相比传统共混型复合材料更高，应用范围广。

技术领域

本发明涉及降解材料技术领域，更具体地，涉及一种淀粉植物纤维全降解复合材料及其制备方法。

背景技术

淀粉是一种来自于自然植物的可再生可循环的绿色材料，其不仅可以作为粮食用供人类使用，也被广泛应用于化工与新材料领域用于制备各类复合材料。因其优异的可生物降解性能，淀粉通常作为填充来制备热塑性高生物碳含量生物基复合材料，广泛应用于一次性用品，在当前石化资源日益短缺，白色污染日益严重的大环境下越来越受到人们的重视。

植物纤维是另一种广泛存在于自然界且为可再生生物质资源，与淀粉相比，其具有更大的长径比与更高的比强度，是制备生物基复合材料的非常重要的原材料。具有较高长径比与比强度的植物纤维在复合材料中可以构造出三维结构，形成支撑骨架，连接连续相基体，形成结构增强材料。但是直接将植物纤维与淀粉进行复合制备的复合材料存在密度大，应用范围受限的问题，材料的拉伸强度和冲击强度有限。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种淀粉植物纤维全降解复合材料，以植物纤维作为骨架增强结构，以塑化淀粉为基体，提高了复合材料的工作性能。

本发明的另一目的在于提供上述淀粉植物纤维全降解复合材料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种淀粉植物纤维全降解复合材料，由以下质量分数的原材料组成：淀粉：30~60%、植物纤维：20~50%、增塑剂：3~15%、助剂：1~5%，抗氧剂：0.2~1%。

进一步地，所述淀粉为玉米淀粉或木薯淀粉。

进一步地，所述淀粉的含水率为5~15%。

进一步地，所述植物纤维为剑麻纤维、苎麻纤维、亚麻纤维或大麻纤维。

进一步地，所述植物纤维的长径比不小于10。

进一步地，所述增塑剂为甘油和聚乙二醇。

进一步地，所述聚乙二醇的分子量为400~800。

进一步地，所述助剂包括乙撑双硬脂酸酰胺、硫酸钡的一种或两种。

进一步地，所述抗氧剂为1010或168的一种或两种。

一种上述淀粉植物纤维全降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将淀粉、塑化剂、抗氧剂和助剂放入高混机中混合塑化，搅拌至温度60~100℃，并维持5~10分钟备用，将混合塑化充分的淀粉团通过多辊压延装置压制成片，然后将植物纤维按纵横交错的方式平铺在淀粉片上，将淀粉片圈呈圆柱形复合材料棒，将复合材料棒模压成型，得淀粉植物纤维全降解复合材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明采用高长径比的植物纤维作为骨架增强结构，以塑化淀粉为基体，配合多层复合技术制备出高强度淀粉纤维全降解复合材料，拉伸强度和抗冲击强度等工作性能相比传统共混型复合材料更高，应用范围广。

本发明将淀粉与植物纤维进行混合，借助植物纤维构成的三维结构与塑化淀粉形成的连续粘接相制备出具有三维有序的复合材料可有实现高强度全降解复合材料，改变传统依靠单纯共混实现的单取向或杂乱取向的材料结构，扩展复合材料的应用范围。

具体实施方式