[发明专利]一种高韧性PLA/稻壳复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高韧性PLA/稻壳复合材料及其制备方法，按重量百分比计，包括以下组分：35‑67%改性PLA、50‑5%改性稻壳和15‑29%PBAT，所述的PLA是经过GMA改性处理的。所述的稻壳是经过碱液和硅烷偶联剂共同处理的。本发明的PLA/稻壳复合材料具有高韧性，低成本，良好的生物可降解性和加工性能。该复合材料可广泛用于服装行业（与毛棉混纺制成的衣物可防皱且保型）、包装行业(包装袋、包装盒、一次性快餐盒等薄膜产品和化妆品瓶、药品瓶等包装容器）、汽车行业（内饰塑料、外观塑料、底盘塑料）、生物医用行业（骨材料、手术缝合线、眼科材料）等领域。本发明制备的PLA/稻壳复合材料制备方法简单、生产工艺易于实施，绿色环保。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高韧性PLA/稻壳复合材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，塑料制品在人类生活中的应用越来越广泛，但高分子材料的原料大多是来源于石化资源，不可再生，长此以往将造成能源危机，而且大多数高分子材料因其结构稳定很难在自然环境中降解，易造成环境污染。因此，开发生物可降解高分子材料是解决这一困境的主要方式之一。

聚乳酸(PLA)是由可再生资源（玉米、甘蔗等农作物）的发酵产物乳酸为原料经过聚合得到，具有良好的可降解性，废弃的PLA制品降解的最终产物为CO₂和H₂O，可以参与到自然界的循环中。然而，聚乳酸韧性差，结晶度低，耐高温性能差，生产成本高等缺点限制了其应用领域，因此对聚乳酸进行增韧改性具有重要的实用价值。稻壳是一种天然的高分子材料，具有长径比大、密度低、比强度高、可生物降解等优点。我国每年约产生数千万吨稻壳废弃物，把其作为生物质原料进行综合利用不仅可以促进农林废弃物的合理使用，而且可以缓解能源和环境问题，产生巨大的经济效益。本发明的PLA/稻壳复合材料以PLA、PBAT和农业固体废弃物稻壳为原料，通过物理和化学改性的方法，利用熔融共混技术，制备了一种生物可降解PLA/稻壳复合材料，该复合材料综合性能优良，成本低，具有广泛的应用前景

发明内容

本发明的目的是提供一种PLA/稻壳复合材料及其制备方法，该复合材料具有高韧性、环境友好、成本低且加工工艺简单。为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提供一种PLA/稻壳复合材料，按重量百分比计，包括：35-67%改性PLA、50-5%改性稻壳和15-29%PBAT；

其中改性PLA按重量百分比计包括：84-92%PLA和16-8%GMA；

其中改性稻壳按重量百分比计包括：95-99%稻壳和5-1%硅烷偶联剂；

优选的是，所述的改性PLA的制备方法，包括：

将PLA与GMA放入体系中进行充分混合，然后加入DCP，在170℃下进行反应共混7-9min，得到改性PLA；

优选的是，所述的改性稻壳的制备方法，包括：

将稻壳粉碎成100目颗粒，把粉碎后的稻壳烘干后放入配制好的碱液里浸泡处理，浸泡完成并洗净在80℃下烘干12小时。再将预处理的稻壳放入硅烷偶联剂乙醇溶液中，浸泡并搅拌，改性完成后洗净在80℃下烘干12小时；

优选的是，所述的硅烷偶联剂选自KH550，KH560，KH570，KH580，VTES，VTS等中的一种或几种；

优选的是，所述的自制碱液浓度为3-7%，稻壳与碱液的比例为1:(4-12)，在碱液中浸泡时间为4小时；

优选的是，所述的稻壳与硅烷偶联剂乙醇溶液的比例为1：(4-12)；在硅烷偶联剂乙醇溶液中浸泡时间为4小时；

本发明还提供一种PLA/稻壳复合材料的制备方法，包括：将改性PLA、改性稻壳和PBAT进行熔融共混，即可获得PLA/稻壳复合材料。

优选的是，所述的熔融共混温度为170℃，熔融共混时间为8min。

本发明的有益效果