[发明专利]一种全生物质聚乳酸竹纤维复合材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种全生物质聚乳酸竹纤维复合材料及其制备方法，包括如下步骤，竹纤维进行双锥真空干燥后竹纤维进入螺杆挤出机熔融混合挤出制备成母粒。聚乳酸与竹纤维熔融混合挤出过程中需要保持在线除湿干燥，所述聚乳酸与竹纤维混合熔融时的温度为150℃～170℃。本申请所提供的方法具有如下有益效果：在添加量相同的前提下，相对于采用滑石粉，采用竹纤维与聚乳酸熔融混合挤出获得的复合材料具有更轻的质量，更高的硬度与更强的耐温性，并且也是全生物基和全生物降解的。

技术领域

本发明涉及生物降解注塑餐具材料领域，尤其涉及种全生物质聚乳酸竹纤维复合材料及其制备方法

背景技术

现在全降解的一次性刀叉勺等注塑餐具的使用量越来越大，但是目前这些产品基本采用聚乳酸添加滑石粉注塑而成，添加滑石粉一方面可以降低成本，同时起到PLA成核作用，加快PLA的结晶速度并降低PLA的结晶温度，而且添加滑石粉还可以提高PLA的刚性模量，降低PLA结晶时的收缩率。采用聚乳酸参杂滑石粉注塑存在以下缺点，一则是滑石粉本身也是矿物原料，是不可再生资源，而且目前用于PLA改性的滑石粉都是高端滑石粉，对于刀叉勺这种一次性消费品，是一种资源的浪费，二则滑石粉中含有氟元素，在使用是对人体健康具有一定的危害性，目前欧美已经在重点监控餐具中有机氟含量的问题。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种应用于注塑餐具的一种全生物质聚乳酸竹纤维复合材料及其制备方法。

本发明采取的技术方案如下：

一种全生物质聚乳酸竹纤维复合材料及其制备方法，包括如下步骤，将聚乳酸与竹纤维混合后熔融混合挤出，制备成母粒。

本种母粒中，采用聚乳酸与竹纤维混合在一起熔融制备成母粒，母粒可以用来直接熔融注塑也可以在与聚乳酸混合之后注塑。

本种母粒主要用来制备刀叉勺等餐具，对耐温性能以及硬度有着较高的要求。竹纤维与滑石粉所起的作用相同，即赋予注塑后的餐具抗形变能力，但是竹纤维相对于滑石粉，竹纤维完全可降解，且密度更低，所以采用竹纤维与聚乳酸制备得到的餐具，具有更轻的质量。且由于竹纤维相对于滑石粉，竹纤维长径比更高，所以竹纤维与聚乳酸混合熔融注塑得到餐具，具有更高的抗应力能力以及抗热变形能力，不易断裂，也不易热变形。

综上所述，在添加量相同的前提下，相对于采用滑石粉，采用竹纤维与聚乳酸熔融注塑得到的餐具，具有更轻的质量，更高的硬度与更强的耐温性。

竹纤维中木质素会带来聚乳酸竹纤维复合材料加工过程中颜色加深的问题，木质素含量越高，颜色越深。

可选的，竹纤维的木质素含量为0～3％，优选0～0.5％

纤维直径较小的竹纤维可以加深聚乳酸成核作用，提高聚乳酸的耐温性

可选的，竹纤维的直径为5～10μm，优选5～8μm

竹纤维较高的长径比一方面可以提高材料的刚性，降低聚乳酸的成型收缩率，降低聚乳酸复合材料成型产品结晶后的变形情况，同时也可以提高材料的耐温性。

可选的，聚乳酸与木纤维混合熔融时，环境的露点温度不高于零下40℃。

可选的，竹纤维的长径比为40-120，优选80-120

聚乳酸熔融加工时很容易遇水降解，竹纤维水分含量较高，约在10％左右，所以聚乳酸与竹纤维熔融混合之前需要对竹纤维进行双锥真空干燥。

可选的，干燥后竹纤维的水分含量为0-3％，优选0-0.5％，更优选0-0.3％，