[发明专利]一种聚乳酸基生物质复合材料板材及其制备方法

说明书

本发明一种聚乳酸基生物质复合材料板材由聚乳酸、聚丁二酸丁二酯、改性秸秆粉、滑石粉/木质素复合料、增塑剂DOP及乙酰柠檬酸三丁酯复合而成。一种聚乳酸基生物质复合材料板材，可生物降解，无毒无污染，重量轻，强度高，耐热性好，使用过程安全环保，可降低聚乳酸成本，扩大农业废弃物的应用领域。成型工艺相对简单，快捷方便，可设计性强，可制作不同形状的制品，制作成本较低。可用于制作埋地花盆、礼品包装盒、一次性饭盒等一次性的制品。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，特别是涉及一种聚乳酸基生物质复合材料板材及其制备方法。适用于制作埋地花盆、礼品包装盒、一次性饭盒等一次性的制品，属于复合材料技术领域。

背景技术

当从市面上购买鲜花(树苗)欲移栽的话，可以使用一次性花盆，在其中培育鲜花(树苗)，用户买回后，将鲜花(树苗)连同花盆一道埋植在土壤中，随着时间的推移，一次性花盆降解，鲜花(树苗)即可在土壤中茁壮成长，可减少鲜花(树苗)移栽过程中的死亡率；在包装礼品时大量使用包装盒，传统上，包装盒一般采用硬纸质、塑料质、木质或金属质，这些材质的包装盒都存在一定的局限性，比如硬纸质包装盒强度较低，使用过程中浪费大量纸质资源；塑料质包装盒强度不高，不易降解，废弃后易对环境造成污染；木质包装盒成本较高，且制作过程中必然要砍伐树木，不利于生态保护；金属质包装盒笨重，触感差，成本较高等；一次性饭盒传统上采用发泡塑料，不降解，易污染环境，近年来出现了木质一次性饭盒，此类饭盒废弃后可降解，但对森林资源将造成破坏。

综上所述，目前市面上急需一种可降解、环境友好、安全卫生、价格便宜的材料用于制作上述各种制品。

聚乳酸是经玉米、淀粉、甜菜等植物发酵形成的乳酸单体聚合形成的一种热塑性脂肪族聚酯，可实现自然环境下的100％降解，绿色环保，且该种塑料生物相容性良好，力学性能优异，强度高，易于加工成型，因而成为生物质复合材料研究领域的最佳选择之一，有望代替不可再生的石油基化石能源。

但目前聚乳酸材料在使用过程中仍存在诸多不足之处，如作为塑料基体的聚乳酸价格昂贵、脆性高、韧性低等，从而限制了聚乳酸的应用范围。

农业废弃物，如水稻秸秆、芝麻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆等，来源广泛，价格低廉，绿色环保，具有较高的比强度和比模量，密度低，与聚乳酸复合制备的结构材料可生物降解且无毒无污染，除了可代替石油基资源，还可代替目前使用较多的玻璃纤维或芳纶纤维，不仅可提高农业废弃物的利用价值，还可降低聚乳酸在应用方面的高成本问题，具有重要的经济和环保意义。

因而，发明一种以聚乳酸为基体、农业废弃物为填料的可降解复合材料板材及其制备方法，十分必要。

发明内容

本发明是针对上述目的提供一种聚乳酸基生物质复合材料板材及其制备方法。

一种聚乳酸基生物质复合材料板材包括以下组分：

所述的改性秸秆粉为改性水稻秸秆粉、改性芝麻秸秆粉、改性玉米秸秆粉、改性小麦秸秆粉中的一种，平均粒径为80-160目。

所述滑石粉/木质素复合料为粉状料，平均粒径为1-5μm。

一种聚乳酸基生物质复合材料板材的制备方法，其成型过程为：

(1)将秸秆粉完全浸没在丙酮溶液中30-60min，然后滤干直至秸秆粉中无丙酮溶液滴落，将滤干后的秸秆粉再次完全浸没在质量百分比浓度为6-10％的盐酸溶液中20-30min，再次滤干直至秸秆粉中无盐酸溶液滴落，将再次滤干的秸秆粉完全浸没在质量百分比浓度为10-20％NaOH水溶液中60-90min，处理后依次用水、乙醇、丙酮冲洗，直至冲洗液呈中性，将冲洗后的秸秆粉干燥至恒重，研磨，筛分成20-100目粉料，得到预处理秸秆粉；