[发明专利]一种甘蔗纤维素基可降解复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种甘蔗纤维素基可降解复合材料的制备方法，将粉末状的聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑3‑羟基戊酸酯)、粉末状的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、粉末状的改性甘蔗纤维素按照一定的质量百分含量混合均匀，将共混原料放入热压模具中，并在模具的上下表面都覆上聚四氟乙烯膜片，在温度为175℃～180℃，压力为15～20t的平板硫化机中热压6～10min，然后放入压力为1～3MPa的平板硫化机中冷压2～3min，得到可降解复合材料。本发明中的甘蔗纤维素基可降解复合材料具有良好的力学性能，且降低了可降解复合材料的成本，提高了甘蔗渣农业废弃物的综合利用。

技术领域

本发明属于高分子可降解材料领域，具体涉及一种甘蔗纤维素基可降解复合材料的制备方法。

背景技术

随着环保意识和可持续发展理念的深入人心，开发新型的可降解、可循环利用、对环境无污染的塑料包装材料来取代传统的石油基塑料包装材料已成为一种必然的趋势。然而，目前所研制出来的单一的一种可降解塑料材料难以满足多方面市场的需求，且价格昂贵，难以在实际应用中推广。可降解复合材料将多种可降解材料共混改性，加工工艺简单，不仅可以达到材料之间的优劣势互补，还可以降低材料成本，提高材料的综合应用。

天然植物纤维作为自然界中最丰富的资源，具有高模量、低成本、良好的热稳定性和可再生性等优点，可以作为高分子塑料的增强材料降低材料成本、改善机械性能和热性能，是很有前景的研究方向。农业废弃物作为一种植物纤维每年的产量巨大，但利用率很低，开发农业废弃物与塑料共混材料有利于增加农产品的附加值，减少塑料的使用。这种新型复合材料更加环保，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种甘蔗纤维素基可降解复合材料的制备方法，该方法避免了纤维多次热加工导致的糊化问题，所制备的复合材料力学强度高，疏水性能好。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种甘蔗纤维素基可降解复合材料的制备方法，将粉末状的聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)、粉末状的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、粉末状的改性甘蔗纤维素按照一定的质量百分含量混合均匀，将共混原料放入热压模具中，并在模具的上下表面都覆上聚四氟乙烯膜片，在温度为175℃～180℃，压力为15～20t的平板硫化机中热压6～10min，然后放入压力为1～3MPa的平板硫化机中冷压2～3min，得到可降解复合材料。

进一步的，所述聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)的质量百分含量为30％～60％、所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的质量百分含量为20％～40％、所述甘蔗纤维素的质量百分含量为10％～50％。

进一步的，所述混合均匀是在高速混合机中实现，所述高速混合机的转速设定为1500r/min，混合时间设定为5min。

进一步的，所述的聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)粉末中添加了占聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)质量1％的成核剂氮化硼和0.5％的抗氧化剂KY1010。

进一步的，所述的聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)材料与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯材料为复合材料的塑料基质，两者的质量比设定为6:4。

进一步的，所述的改性甘蔗纤维素的制备方法包括以下步骤：

(1)新鲜甘蔗去皮切块并榨汁，得到的甘蔗渣经热水处理除去其中的水溶性糖分，烘干并粉碎过60目标准筛，得到甘蔗渣粉末；

(2)将甘蔗渣按固液比1:20g/mL置于质量浓度为2％～8％的氢氧化钠溶液中，75℃～85℃反应2h～2.5h，反应后用去离子水反复洗涤并真空抽滤直到滤液呈中性，冷冻干燥得到甘蔗纤维素；