[发明专利]一种木质素基可降解塑料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可降解塑料及其制备方法。所述可降解塑料包括如下组分：改性木质素磺酸钙20‑45份、邻苯二甲酸二辛酯5‑15份、聚碳酸亚丙酯30‑45份、聚乙二醇15‑20份；所述改性木质素磺酸钙主要是利用木质素磺酸钙中的羟基与己二酸单乙酯酰氯反应，在木质素磺酸钙分子中引入己二酸单乙酯基进行改性。本发明通过引入长链酯基后，增加了木质素磺酸钙在高聚物组分和增塑剂中的溶解性，降低了两相间的界面效应，提高了材料的品质和力学性能。

技术领域

本发明属于可降解塑料技术领域，具体涉及一种改性的木质素基可降解塑料及其制备方法。

背景技术

通用塑料因难降解而产生的环境污染问题是实际应用中急需解决的问题，开发新型的可生物降解塑料已成为塑料行业发展的重要方向之一。淀粉由于来源广泛、可再生、成本低、可完全降解的优点，已被广泛地应用于制备生物可降解塑料。如中国专利CN110734633A公开了一种改性淀粉基可降解塑料，包括聚乳酸、聚乙烯醇、改性淀粉、交联剂、增塑剂等组分，具有降解速率高、力学性能好的特点。但是，由于我国人口众多，耕地面积有限，不宜单纯发展此类降解材料，必须寻找另一种天然的、大量的可再生资源为原料。

木质素是植物细胞壁的成分之一，具有易生物降解、较好的粘附性、吸附性以及化学品良好相容性等特点，是可生物降解材料的良好组分。已有许多研究证明，在淀粉中掺入木质素可提高复合材料的力学性能和热稳定性。如Bhat等通过在西米淀粉基塑料中掺入木质素，使得塑料的拉伸强度和弹性模量均有所提高。且材料在480℃的失重率有所降低。但是掺入的木质素在增塑剂、高聚物组分中的溶解性较差，致使产品的组份均一性降低，力学性能下降。目前，急需对现有可降解塑料进行改性，提高产品的均一性和力学性能。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种木质素基可降解塑料及其制备方法，具体方案如下：

一种木质素基可降解塑料，包括如下组分：改性木质素磺酸钙20-45份、邻苯二甲酸二辛酯5-15份、聚碳酸亚丙酯30-45份、聚乙二醇15-20份；

所述改性木质素磺酸钙主要是利用木质素磺酸钙中的羟基与己二酸单乙酯酰氯反应，在木质素磺酸钙分子中引入己二酸单乙酯基进行改性，改性后的结构示意如下：

由于木质素磺酸钙本身在增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，高聚物组分聚碳酸亚丙酯、聚乙二醇中的溶解性较差，共混过程中会存在界面效应，造成力学性能的下降。通过引入长链酯基后，增加了木质素磺酸钙在高聚物组分和增塑剂中的溶解性，降低了两相间的界面效应，提高了材料的品质和力学性能。

所述改性木质素磺酸钙的制备方法，氮气保护下，将木质素磺酸钙溶于N,N-二甲基乙酰胺中，冰水浴中缓慢加入三乙胺，然后缓慢滴加己二酸单乙酯酰氯，滴加完毕后升高温度至40℃，反应5-8h；反应完毕后，将产物过滤后在乙醇中沉淀、离心、洗涤、干燥研磨至粉状。

所述聚乙二醇的平均分子量为4000-6000之间。

所述聚碳酸亚丙酯的平均分子量为50000-100000之间。

所述一种木质素基可降解塑料的制备方法，采用熔融共混法，具体包括如下步骤：(1)将改性木质素磺酸钙、聚碳酸亚丙酯、聚乙二醇按重量比称量后加入粉碎机中进行粉碎，获得粉末混合体；(2)将步骤1制备的粉末混合体与邻苯二甲酸二辛酯按重量比混合后加入高温反应釜中进行熔融混合；(3)将步骤2制备的熔融混合体进行挤出成型，制得母料。

本发明的有益效果在于，采用长链酯基改性后的木质素磺酸钙在其它组分中的溶解性更好，能够形成均相体系，避免了各组分不互溶产生的界面现象；采用本发明配方和方法制备的塑料产品均一性更好，力学性能更优。

说明书附图

图1为改性木质素磺酸钙的红外光谱图。

具体实施方式