[发明专利]一种生物可降解塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物可降解塑料及其制备方法，涉及塑料领域，通过将改性纤维素、光催化剂与偶联剂、增韧剂加入至聚丙烯中共混，得到可降解塑料，其中改性纤维素利用中间体1中非极性的酸酐基团取代芦苇纤维素结构中极性的羟基基团，降低芦苇纤维素的表面极性而不改变内部结构，使其与非极性树脂的界面差异性减小，在不降低芦苇纤维素的生物降解性的情况下提高了分散性，从而使得得到的改性纤维素在聚丙烯中分散更均匀，增强界面结合强度，提高了力学性能，通过添加光催化剂，光催化剂具有较宽的可见光吸收范围，比纳米二氧化钛的光催化性能好，有利于提高光催化的效率，进一步提高了该生物可降解塑料的生物降解性能。

技术领域

本发明涉及塑料领域，具体涉及一种生物可降解塑料及其制备方法。

背景技术

塑料因其质量轻、强度高、化学性能稳定及廉价等优点而在许多领域广泛发展。塑料工业发展很快，塑料在给人们带来方便时，而用过的塑料尚未妥善处理，造成大量塑料垃圾，也带来了日益严重的环境污染问题。

植物纤维是世界上分布最广泛的天然高分子材料之一。植物纤维的主要成分是纤维素，利用植物纤维素和树脂共混制备的可降解塑料是一种绿色环保的新型材料，该材料在土壤中能自然分解，且降解物对环境没有危害。利用植物纤维素和树脂共混制备的可降解塑料代替传统塑料是解决环境污染问题的有效方法之一。

但是，现有的纤维素基可降解塑料的生物降解性能一般，而且其中纤维素具有较强的亲水性，但树脂是疏水性的，两者的表面能相差较大，导致纤维素与树脂不能很好的共混，黏合性差，导致纤维素基可降解塑料的力学性能不佳。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供了一种生物可降解塑料及其制备方法：通过将改性纤维素、光催化剂与偶联剂、增韧剂加入至聚丙烯中共混，得到可降解塑料，其中改性纤维素利用中间体1中非极性的酸酐基团取代芦苇纤维素结构中极性的羟基基团，降低芦苇纤维素的表面极性而不改变内部结构，使其与非极性树脂的界面差异性减小，在不降低芦苇纤维素的生物降解性的情况下提高了分散性，从而使得得到的改性纤维素在聚丙烯中分散更均匀，增强界面结合强度，提高了力学性能，通过添加光催化剂，光催化剂具有较宽的可见光吸收范围，比纳米二氧化钛的光催化性能好，有利于提高光催化的效率，进一步提高了该生物可降解塑料的生物降解性能，解决了现有的纤维素基可降解塑料的生物降解性能一般，而且其中纤维素具有较强的亲水性，但树脂是疏水性的，两者的表面能相差较大，导致纤维素与树脂不能很好的共混，黏合性差，导致纤维素基可降解塑料的力学性能不佳。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种生物可降解塑料，包括以下重量份组分：

聚丙烯50-100份、改性纤维素20-60份、偶联剂5-10份、增韧剂1-2份、光催化剂1-5份；

所述改性纤维素的制备过程如下：

S1：将戊二酸、带水剂四氢萘以及催化剂磷酸二氢钠加入至安装有温度计、分水器以及搅拌器的三口烧瓶中，在搅拌速率为300-500r/min的条件下边搅拌边升温，直至反应体系沸腾，继续搅拌并回流反应8-10h，反应结束后将反应产物冰水浴冷却，直至不再析出晶体，将反应产物真空抽滤，将滤饼用环己烷循环洗涤3-5次，之后将洗涤后的滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为50-70℃的条件下烘干至恒重，得到中间体1；

反应原理如下：

S2：将芦苇纤维加入至粉碎机中粉碎后过80目筛，之后加入索氏提取器中用蒸馏水抽提6-8h，之后将抽提产物抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤3-5次后放置于真空干燥箱中，在温度为65-85℃的条件下烘干至恒重，得到精制纤维；