一种聚乳酸阿拉伯树胶植物纤维全降解复合材料制造技术

一种聚乳酸阿拉伯树胶植物纤维全降解复合材料，是将聚乳酸与秸秆粉末混合，并加入一定量的阿拉伯树胶、马来酸酐接枝聚乳酸、木质素纤维，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。本发明专利技术由聚乳酸植物纤维复合材料制得的制品，较聚乳酸制品相比具有很大的优势：主要包括力学强度和机械强度显著提升，制品拉伸强度大，韧性好；由本发明专利技术制得的制品稳定性好，耐热温度高；本发明专利技术复合材料安全无污染，极大地降低了全降解材料成本。

A polylactic acid Arabia gum synthetic fiber composite

A polylactic acid Arabia gum plant fiber fully degradable composite material is mixed with polylactic acid and straw powder and added a certain amount of Arabia gum, maleic anhydride grafted polylactic acid and lignin fiber. All the materials are mixed in the three-dimensional mixer, then the mixture is moved into the mold and placed on the flat vulcanizing machine. The composite material is made by molding. Compared with polylactic acid products, the product made by the polylactic acid plant fiber composite material has great advantages: mainly including mechanical strength and mechanical strength, high tensile strength and good toughness; good stability and high heat resistance of the products made by the invention; and the invention of the invention is safe and pollution-free. The cost of all degradable materials is greatly reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸阿拉伯树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，是一种聚乳酸阿拉伯树胶植物纤维全降解复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，生物降解性材料的研究日渐活跃，应用已涉及到食品包装、农用薄膜和医用材料等领域。其中尤以医用生物降解材料研究最受重视，并已在实际应用中获得了巨大成功在各种生物降解材料中，聚乳酸(polylactide简称PLA)有许多突出的优点，如生物相容性好、降解产物可参与人体的新陈代谢、毒性低、原料廉价等。聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。PLA这种线型热塑性生物可降解脂肪族聚酯是以玉米、小麦、木薯等一些植物中提取的淀粉为最初原料，经过酶分解得到葡萄糖，再经过乳酸菌发酵后变成乳酸，然后经过化学合成得到高纯度聚乳酸。聚乳酸制品废弃后在土壤或水中，30天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O，随后在太阳光合作用下，又成为淀粉的起始原料，不会对环境产生污染,因而是一种完全自然循环型的可生物降解材料。由于乳酸具有旋光性,因此对应的聚乳酸有三种：PDLA、PLLA、PDLLA(消旋)。常用易得的是PDLLA和PLLA,分别由乳酸或丙交酯的消旋体、左旋体制得。聚乳酸(PLA)是一种真正的生物塑料，其无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性，可生物分解吸收，强度高,不污染环境，可塑性好，易于加工成型。由于聚乳酸优良的生物相容性，其降解产物能参与人体代谢，已被美国食品医药局(FDA)批准，可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等。然而，PLA仍然存在不少缺陷：(1)PLA属聚酯，聚乳酸中有大量的酯键，亲水性差，降低了它与其它物质的生物相容性；(2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽，聚乳酸本身为线型聚合物，它性脆、力学强度较低，抗冲击性差，热变形温度低，这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足某些医疗修复人体部件的要求；(3)降解周期难以控制，而高分子药物的控制释放体系对不同的药物要求其载体材料，具有不同的降解速率；(4)价格太贵，乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。为了改善聚乳酸的上述缺点，目前研究人员正通过对聚乳酸进行增塑、共聚、共混和复合等改性方法来改进聚乳酸的力学性能，改善其亲水性，并使其降解性能不受影响，从而能更好地满足生物医用以及环保的应用。因聚乳酸有良好的机械性能，可完全生物降解，与生物相容性好，已成为大型化工公司努力开发并大量生产的塑料，以替代聚烯烃在包装方面的应用，还能减少塑料废弃物对环境的危害。聚乳酸材料有着勿庸置疑的优点，在当今社会必然有着广阔的研究和应用前景。随着合成改性技术的发展，聚乳酸塑料将大规模地进入市场，在医学、纺织、包装、一次性降解生活用品等领域得到广泛应用。
技术实现思路
本专利技术为了克服聚乳酸材料的热变形温度低，韧性差，应用成本高等缺点，我们采用聚乳酸混合参入一定比例的秸秆粉、阿拉伯树胶、马来酸酐接枝聚乳酸、木质素纤维，制作出一种聚乳酸阿拉伯树胶植物纤维全降解复合材料。本专利技术涉及的复合材料，延续了聚乳酸材料环保、生物相容性和生物降解性的突出特点。还克服了聚乳酸材料的韧性差，力学性能差，成本高，不容易推广应用的缺点。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，极大的增强了复合材料的力学性，强度高；而且秸秆粉末韧性强。秸秆粉末作为可再生资源，成本低、无污染，具有完全降解的特性。阿拉伯树胶这种高聚物是由98%的多糖和2%的蛋白质组成，无味可食，随着阿拉伯树胶浓度增大，粘合度也随着增强，一般高温不会改变胶的性质，稳定性非常好。阿拉伯树胶还可以作为增稠剂。阿拉伯树胶的交联作用会材料结合能力加大，结构致密，增强复合材料的力学性能和机械性能。木质素纤维有良好的韧性、分散性和化学稳定性，吸水能力强，有非常优秀的增稠抗裂性能，能提高复合材料的机械性能。马来酸酐接枝聚乳酸是以过氧化二异丙苯（DCP）为引发剂，采用熔融共混法制备马来酸酐接枝聚乳酸（PLA-gMAH），能够改善聚乳酸的亲水性，改善聚乳酸与植物纤维的相容性，提高复合材料的拉伸强度和耐热性。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乳酸阿拉伯树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：聚乳酸20-30份、秸秆粉40-50份、阿拉伯树胶0.1-1份、木质素纤维15-18份、马来酸酐接枝聚乳酸0.5-1.5份。1、将聚乳酸粉在80℃下烘干1小时，秸秆粉在60℃下烘干1小时，然后将聚乳酸粉末和秸秆粉末按质量比例混合好。2、加入一定量的阿拉伯树胶、马来酸酐接枝聚乳酸、木质素纤维置于三维混合机中混合3-5小时。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175-220℃，压力位5-15MPa，保压时间30min，最后制得复合材料。本专利技术聚乳酸植物纤维复合材料制得的制品，较聚乳酸材料相比具有突出的优点：包括力学性能和机械性能得到显著提升；而且热稳定性好；本专利技术复合材料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。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1一种聚乳酸阿拉伯树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：聚乳酸20-30份、秸秆粉40-50份、阿拉伯树胶0.1份、木质素纤维15-18份、马来酸酐接枝聚乳酸0.5-1.5份。在本专利技术的的实施例中，所述的秸秆纤维粉粒度为65-120um。在本专利技术的的实施例中，所述的原料：聚乳酸（河南省荥阳市金工塑料制品厂）；秸秆粉、木质素纤维（陕西金禾农业科技有限公司）、阿拉伯树胶（济南金百禾工贸有限公司）。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）；简支梁冲击试验机（上海品重检测设备有限公司）；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）。聚乳酸阿拉伯树胶植物纤维全降解复合材料的制备方法包括以下步骤：1、将聚乳酸粉在80℃下烘干1小时，秸秆粉在60℃下烘干1小时，然后将聚乳酸粉末和秸秆粉末按质量比例混合好。2、加入一定量的阿拉伯树胶、马来酸酐接枝聚乳酸、木质素纤维置于三维混合机中混合3-5小时。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175-220℃，压力位5-15MPa，保压时间30min，最后制得复合材料。4、最后制得的复合材料的尺寸为120mm×100mm×10mm，待模具冷却到室温后取出加工成标准试样。拉伸强度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，按开始启动实验，试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度。将测出结果表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乳酸阿拉伯树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：聚乳酸20‑30份、秸秆粉40‑50份、阿拉伯树胶0.1‑1份、木质素纤维15‑18份、马来酸酐接枝聚乳酸0.5‑1.5份。

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸阿拉伯树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：聚乳酸20-30份、秸秆粉40-50份、阿拉伯树胶0.1-1份、木质素纤维15-18份、马来酸酐接枝聚乳酸0.5-1.5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.本发明涉及的聚乳酸阿拉伯树胶植物纤维全降解复合材料，其特征在于加入粘合材料阿拉伯树胶，具有稳定剂和粘着剂的作用。4.本发明涉及的聚乳酸阿拉伯树胶植物纤维全降解复合材料，其特征在于加入增溶剂马来酸酐接枝聚乳酸，提高复合材料的相容性。5.本发明涉及的聚乳酸阿拉伯树胶植物纤维全降解复合材料，其特征在于加入木质素纤维，增强复合材料...

【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