[发明专利]一种可简易操作低温加工保持纤维原色的耐热植物纤维PLA复合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可简易操作低温加工保持纤维原色的耐热植物纤维PLA复合物及其制备方法。其由61.2‑73.6重量份PLA，7‑10重量份PBS，2‑3重量份增塑剂，16‑24重量份植物纤维，5.6‑8.4重量份偶联剂‑乙醇溶液，0.3重量份抗氧剂，0.3重量份润滑剂制备得到，其中偶联剂‑乙醇溶液，为偶联剂和乙醇溶液按质量比1:6复配，搅拌均匀后在常温下密封1h得到。所述耐热植物纤维PLA的复合物具有低温加工保持纤维原色的功效。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种可简易操作低温加工保持纤维原色的耐热植物纤维PLA复合物及其制备方法。

背景技术

耐热型植物纤维PLA复合材料是一种可完全生物降解且耐温的环保型材料，可用于一次性刀叉勺、餐盒等领域，一般要求其热变形温度在120℃以上。PLA的加工温度一般在170-200℃之间，而植物纤维在160℃左右便开始碳化分解，实际加工时超过120℃浅色系植物纤维(如竹粉、木粉)便会开始轻微变色，超过140℃就开始影响外观，160℃颜色已经加深到褐色，严重影响其产品外观。造成变色的原因是由于植物纤维内半纤维素、果胶等低分子量物质的碳化，用使用碱处理法除去大部分半纤维素和果胶虽然能缓解碳化使其可承受加工温度升高，但碱处理需要产生废液，过滤需要特定设备，且处理后纤维有需要烘干，这些都增加了生产成本且异常麻烦，而且经碱处理后植物纤维本身的颜色也会有一定的加深。另一方面，如果单从PLA基体入手，若选择光学纯度较低的PLA虽然熔点降低了但会损害其性能，若加入大量的增塑剂和与过多的低熔点生物降解材料共混也会大大的损失复合材料的耐热性能，因此其加工温度难达到130℃以下。

发明内容

本发明旨在通过更简单的方式处理植物纤维结合适当降低PLA加工温度入手，试图得到一种可简易操作低温加工保持纤维原色的耐热植物纤维PLA的复合物，此处的低温指加工温度在130-140℃。

为实现上述目的，本发明提供一种耐热植物纤维PLA复合物，其特征在于，由如下重量份的各成分制备得到，

所述偶联剂-乙醇溶液，为偶联剂和乙醇溶液按质量比1:6复配，搅拌均匀后在常温下密封1h得到。

进一步，所述PLA为PLLA；优选光学纯度98％以上，熔点160℃以上，熔指在10-20g/10min(190℃/2.16kg)的PLLA。

进一步，所述PBS为白颜色的PBS。

进一步，所述增塑剂为环氧大豆油和柠檬酸正三丁酯中的至少一种。

进一步，所述植物纤维选自于水分在4％以下，80-200目的颜色浅的植物纤维，优选的，选自于竹粉纤维、秸秆纤维、甘蔗渣纤维或杨木粉。

进一步，所述偶联剂为KH550、KH560、KH570，所述乙醇为分析纯。

进一步，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅助抗氧剂按质量比1:2的复合物；优选抗氧剂1010与抗氧剂168按照1:2质量比的复合物。

进一步，所述润滑剂为硬脂酸钙和EBS按质量比1:2添加。

进一步，制备方法如下：

混合1：将植物纤维和偶联剂-乙醇溶液按照质量比20:7放入混料锅内搅拌2min后再静置2min；

混合2：将剩余物料也加入到上述混料锅内再搅拌，使混合均匀；优选的，再搅拌3min；

挤出造粒：将上述得到的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度130-140℃，转速250-350rpm/min，挤出时先将机头温度升高20℃，待有熔体挤出后再迅速将机头温度降回到挤出温度130-140℃，即得到耐热植物纤维PLA复合物。