一种聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料制造技术

一种聚(3‑羟基丁酸酯‑3‑羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料，是将聚(3‑羟基丁酸酯‑3‑羟基己酸酯)（PHBHHx）与秸秆粉末混合，并加入一定量的玉米纤维胶、聚乙二醇，将全部材料置于三维混合机中混合，再将混合物移入模具中，置于平板硫化机上模压成型，制得复合材料。本发明专利技术由PHBHHx植物纤维复合材料制得的制品，较PHBHHx制品相比具有很大的优势：主要包括改善了亲水性，极大的降低了材料混合难度，增强了混合材料的粘合性能；制品的力学强度和机械强度得到显著提升，拉伸强度和断裂伸长率增强；由本发明专利技术复合材料制得制品韧性大，耐热温度高，并且未添加偶联剂，安全无毒，极大地降低了全降解材料成本，具有很好的环保价值与经济价值。

A poly (3- hydroxybutyrate -3- hydroxycaproate) corn fiber gum plant fiber full degradable composite material

A kind of full biodegradable composite material for corn fiber adhesive is made of poly (3 hydroxy butyrate 3 hydroxyhexyl Hexanate). It is mixed with a certain amount of corn fiber rubber and polyethylene glycol (PHBHHx) and mixed with a certain amount of corn fiber glue and polyethylene glycol, and then the whole material is mixed in a three-dimensional mixer. The mixture was moved into the mold and molded on a flat vulcanizing machine to produce composite material. The invention made by the PHBHHx plant fiber composite material has great advantages compared with the PHBHHx product: it mainly includes improving the hydrophilicity, greatly reducing the difficulty of the material mixing and enhancing the adhesion property of the mixture; the mechanical strength and mechanical strength of the products are significantly improved, tensile strength and fracture extension are obtained. The composite material made by the invention has high toughness, high heat resistance and no coupling agent, is safe and non-toxic, greatly reduces the cost of all degradable materials, and has good environmental and economic value.

【技术实现步骤摘要】
一种聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料
本专利技术是有关于一种复合材料及其制备方法，具体的说，是一种聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoates，简称PHA）是原核微生物在受到某种基本营养成分（如N、P、S、O或Mg）的供给限制时，将过量碳源以碳源和能源形式储存而合成的一类胞内热塑性聚酯，积累量可占到细胞干重的30%～80%。PHA具有与传统塑料如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)相类似的力学性能，在自然界又可以完全降解，因此具有良好的应用前景。然而，PHA相对较高的玻璃转化转变温度和熔点，稳定性较差、易降解，尤其是其生产成本过高等因素，大大限制了PHA的应用。为了解决这些问题，研究者在PHA内添加适量廉价的植物纤维(麻类、木粉、秸秆等)，这样既可以改善材料的力学性能，又能大大降低生产成本，使得PHA塑料的应用范围更加广泛。PHA的种类很多，其中以PHB、PHBV、P(3，4)HB和PHBHHx这4种可降解塑料的研究和应用相对较多。随着单体结构及含量的不同，PHA的物理性质和工程性质也会产生很大的差异。因此PHA系列材料具有较宽的性能谱，可呈现从高硬度到柔软到高弹性的一系列变化。PHBHHx即聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)，是第三代PHAs生物可降解塑料，PHBHHx在神经细胞和组织工程的应用已十分广泛。PHBHHx的性能与HH的含量具有很大的关系，HH含量越高，PHBHHx的柔韧性越好。它还具有比PHB更加优良的生物相容性，与PHBV相比，PHBHHx的热稳定性增强，延展性更好。PHBHHx的弹性和塑性较好，机械性能较其他产品优异，同时具有良好的硬度和生物降解性，但是却存在降解时间长、价格昂贵、结晶速率慢、亲水性差、加工窗口窄等缺陷。本专利技术拟用PHBHHx与植物纤维共混改善PHBHHx的缺点，加入具有稳定剂和粘着剂功能的玉米纤维胶，以获得综合性能良好的可降解塑料。
技术实现思路
本专利技术为了克服PHBHHx材料的亲水性差、脆性大、成本高等缺点，我们采用PHBHHx混合参入一定比例的秸秆粉、玉米纤维胶、聚乙二醇，制作出一种聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料。本专利技术涉及的复合材料，延续了PHBHHx材料生物相容性、完全可降解性突出特点。还克服了PHBHHx材料机械性能差、亲水性差的缺点，本专利技术制得的制品断裂伸长率和耐热温度均有了明显的提高；本专利技术制品未添加偶联剂，PHBHHx与聚乙二醇直接发生交联作用，安全环保，极大了降低复合材料的成本。秸秆粉作为复合材料的重要组成部分，含有大量的粗纤维素和木质素，能够极大的增强复合材料的力学性能；秸秆粉末的高硅石含量较高，使复合材料韧性更好。秸秆粉末作为可再生资源，无污染，还具有完全降解的特性。玉米纤维胶是玉米纤维中最具价值的组分之一，玉米纤维胶溶解性好，它可以在复合材料加工中起到稳定剂和黏着剂的作用，提高了材料混合效率，简化了制作工艺。制得的复合材料拉伸轻度、弯曲强度都有极大增强，断裂伸长率明显提高，机械性能得到显著提升。聚乙二醇（PEG）为环氧乙烷水解产物的聚合物，是无毒亲水高分子，具有优良的降解性和生物相容性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、粘接剂等，在制药、橡胶、塑料、金属加工及食品加工等行业中均有着广泛的应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术涉及的一种聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料，由下列重量份的原料制备而成：PHBHHx40-50份、秸秆粉30-40份、玉米纤维胶0.2-2份、聚乙二醇5-8份。1、将PHBHHx和秸秆粉分别置于干燥箱中干燥，然后按质量比例混合好。2、加入一定量的玉米纤维胶、聚乙二醇置于三维混合机中混合15-20分钟。3、将混合均匀的原料移入模具中，置于平板硫化机上模压成型，模压温度设定为170-220℃，压力位3-8MPa，保压时间3-15min，制得复合材料。本专利技术PHBHHx植物纤维复合材料制得的制品，较PHBHHx材料相比具有突出的优点：主要是混合材料粘合度高，制作工艺简单；制品机械性能显著提升，脆性得到改善，韧性强，耐热温度明显上升，断裂伸长率增加；本专利技术极大地降低了全降解材料的成本。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清除、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。技术本专利技术中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料在本专利技术的实施例中，由下列重量份的原料制备而成：PHBHHx40-50份、秸秆粉30-40份、玉米纤维胶0.2份、聚乙二醇5-8份。在本专利技术的的实施例中，所述的秸秆纤维粉粒度为60目。在本专利技术的的实施例中，所述的原料：PHBHHx（东莞市楹圣塑胶化工有限公司）、秸秆粉（陕西金禾农业科技有限公司）、玉米纤维胶（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）、聚乙二醇（邢台鑫蓝星科技有限公司）。本专利技术设计的实施例中，所涉及的主要仪器设备：恒温鼓风干燥箱：SXG–025型（上海环竞试验设备厂）；三维混合机（常州市日宏干燥设备有限公司）；平板硫化机：XLB-0型（湖州顺力橡胶机械有限公司）；万能材料试验机：WDW-10KN型、马丁耐热试验仪：RBW-300A型（吉林省泰和试验机有限公司）。聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料的制备方法包括以下步骤：1、将PHBHHx和秸秆粉分别置于干燥箱中干燥，然后按质量比例混合好。2、加入一定量的玉米纤维胶、聚乙二醇置于三维混合机中混合15-20分钟。3、将混合均匀的原料移入模具中，置于平板硫化机上模压成型，模压温度设定为170-220℃，压力位3-8MPa，保压时间3-15min，最后制得复合材料。4、待模具冷却到室温后取出加工成标准试样。机械性能测试先将万能试验机打开并预热15min以上，校准仪器，夹持试样，使试样位于上下夹具的垂直平面上，测量上下两个夹具之间的标距。行程清零，启动实验，试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度。将测出结果表示于表1。在万能试验机上，以（5±1）mm/s的速率将长为200-250mm试样拉伸至导体断裂点，计算断裂时长度线性增量与自由长度之比，取三个试样平均值作为断裂伸长率。将测出结果表示于表1。耐热温度测试马丁耐热试验仪电热箱箱温达到起步温度时，将试样放入电热箱搁板的中央。起步温度取熔点温度的60%，调整箱温升高速度为1.0-1.5℃/min，每次升高箱温10℃，保持恒定10分钟，依此类推向高温推进，一直到试验片出现破裂或穿孔时。此时电热箱的温度即最高耐热温度。将测出结果表示于表1。实施例2一种聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料在本专利技术的实施例中，由下列重量份的原料制备而成：PHBHHx40-50份、秸秆粉30-40份、玉米纤维胶0.4份、聚乙二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚(3‑羟基丁酸酯‑3‑羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料，其特征在于：由下列重量份的原料制备而成：PHBHHx 40‑50份、秸秆粉30‑40份、玉米纤维胶0.2‑2份、聚乙二醇5‑8份。

【技术特征摘要】
1.一种聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料，其特征在于：由下列重量份的原料制备而成：PHBHHx40-50份、秸秆粉30-40份、玉米纤维胶0.2-2份、聚乙二醇5-8份。2.根据权利要求1所述秸秆粉，主要指小麦、稻谷、玉米等秸秆。3.根据权利要求1所诉，PHBHHx材料中HHx含量为10%。4.本发明涉及的聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料，其特征在于加入玉米纤维胶，增加复合材料的机械性能。5.本发明涉及的聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)玉米纤维胶植物纤维全降解复合材料，其特征在于加入粘接剂聚乙二醇，提高材料亲水性。6.本发明涉及的聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈朝辉，屈志豪，袁小丽，
申请(专利权)人：中科众创重庆秸秆产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50