一种甘蔗渣可生物降解塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甘蔗渣可生物降解塑料及其制备方法，该甘蔗渣可生物降解塑料是由以下质量百分含量计的组分制备而成：可降解塑料40‑60％，增塑剂3‑6％，偶联剂4‑6％，润滑剂4‑6％，去离子水14‑17％，甘蔗渣余量。本发明专利技术以甘蔗渣为原料，通过对甘蔗渣进行改性，制备出新型全纤维素基生物塑料材料，可将废弃纤维价值最大化，为热带农作物废弃纤维的高值化利用提供了新的思路。本发明专利技术的另一个目的在于提供一种甘蔗渣可生物降解塑料的制备方法，通过对甘蔗渣用不同方法进行预处理，调整其热塑性能，经混料、热压成型等一系列工艺得到不同性能的甘蔗渣纤维素基可降解生物塑料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子复合材料领域，具体涉及一种甘蔗渣可生物降解塑料及其制备方法。
技术介绍
生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。天然高分子如纤维素、淀粉等在自然界资源丰富、价格低廉，可再生，利用它们制备的生物高分子材料具有良好的生物相容性，可以完全降解，且安全无毒，由于兼具天然再生资源的充分利用和环境治理的双重意义而受到各国的重视，但是它们大多不具热塑性，成型加工困难，耐水性差，限制了其的应用。目前国内外的研究重点在以食用原料开发的全淀粉基生物塑料方面，但生产成本过高。淀粉是目前广泛使用的一类可生物降解的天然高分子，将其进行物理、化学或酶法改性，可增强某些机能或新的物化特性，可以加工成易降解的农用地膜和包装材料，但是考虑到粮食安全和土地资源的限制，以淀粉为主要原料的生物降解塑料发展空间有限，非粮食作物的天然纤维素具有制备生物塑料的巨大潜力。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种甘蔗渣可生物降解塑料，本专利技术以甘蔗渣为原料，通过对甘蔗渣进行改性，制备出新型的全纤维素基生物降解塑料材料，可将废弃纤维价值最大化，为热带农作物废弃纤维的高值化利用提供了新的思路。本专利技术的另一个目的在于提供一种甘蔗渣可生物降解塑料的制备方法，通过对甘蔗渣用不同方法进行预处理，调整其热塑性能，经混料、热压成型等一系列工艺得到不同性能的甘蔗渣纤维素基可降解生物塑料。实现本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种甘蔗渣可生物降解塑料，其是由以下质量百分含量计的组分制备而成：优选地，所述可降解塑料为聚ε己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚-β-羟丁酸中的一种。优选地，所述增塑剂为合成植物酯、单甘酯、乙酰柠檬酸三正丁酯中的一种或两种以上。优选地，所述偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂中的一种或两种以上。优选地，所述的润滑剂为硬酯酸钙、甘油、石蜡油中的一种或两种以上。一种甘蔗渣可生物降解塑料的制备方法，包括以下步骤：1)将甘蔗渣用粉碎机粉碎，然后对甘蔗渣进行预处理，得到甘蔗渣粉末，密封保存；2)将步骤1)得到的甘蔗渣粉末，按配比加入可降解塑料、增塑剂、偶联剂、润滑剂混合均匀，然后一边搅拌，搅拌速度为400-600r/min，一边加入去离子水，搅拌均匀后，密封放置6h，得到混合物料；3)将步骤2)的混合物料加温到180℃，进行混炼热压成型，最后冷却到50℃，压制成厚度为2mm的塑料薄片。优选地，步骤1)的预处理步骤具体为：按料液比1：(15-25)，放置入沸水中煮30-40min，再用蒸馏水洗涤，然后95℃烘干备用，得到除去杂质并加热处理后的甘蔗渣粉末。优选地，步骤1)的预处理步骤具体为：按料液比1:(12-18)，加入硝酸溶液，置于沸水浴中2-3h，再用蒸馏水洗涤至中性；然后加入氢氧化钠溶液，置于沸水浴中2-3h，再将水浴的温度调至80℃，加入过氧化氢漂白25-30min，再用蒸馏水洗涤至中性，然后95℃烘干，得到甘蔗渣粉末。优选地，硝酸溶液的质量分数为3％，加入的体积为1.2-1.6L。优选地，氢氧化钠溶液的质量分数为1.5％，加入的体积为1.2-1.6L。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术以甘蔗渣纤维为原料，通过对甘蔗渣进行改性，制备新型全纤维素基生物塑料材料，可将废弃纤维价值最大化，为热带农作物废弃物的高值化利用提供了新的思路；2、本专利技术的甘蔗渣纤维中含大量的羟基，这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键，使甘蔗渣具有吸水性且极性很强；而热塑性塑料多数为非极性的，具有疏水性，所以两者之间的相容性较差，界面的粘结力很小，使用增塑剂、偶联剂、润滑剂来改性聚合物—甘蔗渣表面，可以提高甘蔗渣与塑料之间的界面亲和能力，且改性的甘蔗渣具有增强的性质，能达到增强复合材料强度的作用；3、本专利技术的制备方法中步骤1)将甘蔗渣密封保存，是为了避免甘蔗渣吸潮，因为吸潮会结块，会导致混合不均匀；步骤1)的预处理中的酸碱处理是为了使其甘蔗渣表面改性，结构变得疏松，能与其他组分更好地结合，漂白处理为了使制备出来的塑料颜色洁白，而步骤1)中预处理中的烘干处理则是为了使甘蔗渣更好地保存；步骤3)中的混炼是通过机械作用使甘蔗渣、可降解塑料与各种添加剂均匀混合；4、本专利技术的制备方法通过对甘蔗渣用不同方法进行预处理，调整其热塑性能，经混料、热压成型等一系列工艺得到不同性能的甘蔗渣纤维素基可降解生物塑料。具体实施方式下面，结合具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：实施例1一种甘蔗渣可生物降解塑料，其制备方法，包括以下步骤：1)将甘蔗渣用粉碎机粉碎，然后按料液比1:20在沸水中煮40min，再用蒸馏水洗涤，95℃烘干备用，得到除去杂质并加热处理后的甘蔗渣粉末，密封保存在干燥器中；2)将步骤1)得到的甘蔗渣粉末取出150g，加入200g聚ε己内酯、25g单甘酯、25g铝酸酯、25g石蜡油混合均匀，然后一边搅拌，搅拌速度为400r/min，一边加入75g去离子水，搅拌均匀后，密封放置6h，使物料充分混合溶胀，得到混合物料；3)将步骤2)的混合物料加温到180℃，进行混炼热压成型，最后冷却到50℃，压制成厚度为2mm的塑料薄片。实施例2一种甘蔗渣可生物降解塑料，其制备方法，包括以下步骤：1)将甘蔗渣用粉碎机粉碎，然后按料液比1:15在沸水中煮30min，再用蒸馏水洗涤，95℃烘干备用，得到除去杂质并加热处理后的甘蔗渣粉末，密封保存在干燥器中；2)将步骤1)得到的甘蔗渣粉末取出150g，加入200g聚丁二酸丁二醇酯、10g合成植物酯、10g单甘酯、25g钛酸酯、25g硬酯酸钙混合均匀，然后一边搅拌，搅拌速度为600r/min，一边加入80g去离子水，搅拌均匀后，密封放置6h，使物料充分混合溶胀，得到混合物料；3)将步骤2)的混合物料加温到180℃，进行混炼热压成型，最后冷却到50℃，压制成厚度为2mm的塑料薄片。实施例3一种甘蔗渣可生物降解塑料，其制备方法，包括以下步骤：1)将甘蔗渣用粉碎机粉碎，然后按料液比1:25在沸水中煮40min，再用蒸馏水洗涤，95℃烘干备用，得到除去杂质并加热处理后的甘蔗渣粉末，密封保存在干燥器中；2)将步骤1)得到的甘蔗渣粉末取出100g，加入600g聚-β-羟丁酸、30g乙酰柠檬酸三正丁酯、60g硅烷偶联剂、29g甘油、21g石蜡油混合均匀，然后一边搅拌，搅拌速度为600r/min，一边加入160g去离子水，搅拌均匀后，密封放置6h，使物料充分混合溶胀，得到混合物料；3)将步骤2)的混合物料加温到180℃，进行混炼热压成型，最后冷却到50℃，压制成厚度为2mm的塑料薄片。实施例4一种甘蔗渣可生物降解塑料，其制备方法，包括以下步骤：1)将甘蔗渣用粉碎机粉碎，按料液比1:18，加入质量分数为3％的硝酸溶液1.3L，置于沸水浴中2.5h，再用蒸馏水洗涤至中性；然后加入质量分数为1.5％的氢氧化钠溶液1.3L，置于沸水浴中2.5h，再将水浴的温度调至80℃，加入过氧化氢漂白28min，再用蒸馏水洗涤至中性，然后95℃烘干，得到甘蔗渣粉末，密封保存；2)将步骤1)得到的甘蔗渣粉末取出100g，加入250g聚丁二酸丁二醇酯、16g乙酰柠檬酸三正丁酯、14g合成植本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甘蔗渣可生物降解塑料，其特征在于，其是由以下质量百分含量计的组分制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种甘蔗渣可生物降解塑料，其特征在于，其是由以下质量百分含量计的组分制备而成：2.根据权利要求1所述的甘蔗渣可生物降解塑料，其特征在于，所述可降解塑料为聚ε己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚-β-羟丁酸中的一种。3.根据权利要求1所述的甘蔗渣可生物降解塑料，其特征在于，所述增塑剂为合成植物酯、单甘酯、乙酰柠檬酸三正丁酯中的一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的甘蔗渣可生物降解塑料，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂中的一种或两种以上。5.根据权利要求1所述的甘蔗渣可生物降解塑料，其特征在于，所述的润滑剂为硬酯酸钙、甘油、石蜡油中的一种或两种以上。6.一种根据权利要求1-5任一项所述的甘蔗渣可生物降解塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将甘蔗渣用粉碎机粉碎，然后对甘蔗渣进行预处理，得到甘蔗渣粉末，密封保存；2)将步骤1)得到的甘蔗渣粉末，按配比加入可降解塑料、增塑剂、偶联剂、润滑剂混合均匀，然后一边搅拌，搅拌速度为400-600r/min，一边加入去离子水，搅拌均匀后，密封放置6h，得到混合物料...

【专利技术属性】
技术研发人员：付调坤，李积华，魏晓奕，常刚，夏文，崔丽虹，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44