一种荷叶与明胶全降解复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种全降解生物质复合材料及其制备方法。复合材料含整片荷叶、明胶(动物组织中胶原部分降解制成)，其中按质量百分比荷叶70wt％，明胶30wt％。制备方法是干燥荷叶进行热水预处理，处理后荷叶干燥后沿径向裁切成100mm

【技术实现步骤摘要】
一种荷叶与明胶全降解复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种复合材料，特别是涉及一种基于荷叶和明胶的全降解生物质复合材料板材及其制备方法，属于复合材料制造


技术介绍

[0002]随着工业水平的进步，人们的工作生活方式得到了极大的改善，但同时也带来了生态环境破坏和能源短缺的挑战，其中最为严重的就是以传统的石油及其一系列衍生物等高分子材料带来高污染和资源日益减少的问题。由于难回收、难降解的特点，塑料的大量使用导致了严重的“白色污染”，对环境造成了严重的破坏。
[0003]生物质复合材料作为一种环境友好的新型材料，有可完全降解、无污染等特点，将自然中可再生的植物资源作为原料制备生物质复合材料被认为是缓解能源短缺和环境污染一项重要方法，符合我国可持续发展战略。
[0004]植物叶是自然中丰富的可再生资源，但落叶的实际利用率底下，大部分落叶更是与生活垃圾采用相同的处理方法，对环境造成不同程度的破坏。我国在植物叶这种可再生资源的利用方面存在着严重浪费。由于其良好的隔热性，这种材料可以被应用于建筑领域，用植物叶纤维同天然高分子材料为原料的生物质复合材料研究依然较少。利用植物叶制备的新型生物质复合材料可以适当缓解能源与环境严重污染带来的压力，为可持续发展提供一种可行的方案。荷叶应用于食品包装的起源可追溯至我国古代，《水浒传》中就出现过相关情景。将荷叶应用于一次性包装制品前景广阔。
[0005]明胶是利用动物的皮肤，骨等组织中胶原部分降解制成的一种天然生物高分子材料，天然不含化学试剂。用荷叶与明胶制备的全降解生物质复合材料可作为一次性塑料包装等制品的替代品，具有重要的经济效益与环保意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种荷叶与明胶全降解生物质复合材料，解决植物叶利用不足造成的大量浪费，和大量使用塑料造成的环境污染，以及一般木塑复合材料的不完全自然降解的问题。
[0007]本专利技术的另一个目的是提供上述荷叶与明胶全降解生物质复合材料的制备方法。提供上述复合材料的制备方法，解决制造工艺难度大，生产成本高的问题。
[0008]本专利技术的技术方案是，一种荷叶与明胶全降解生物质复合材料，由整片荷叶、明胶组成，按照重量百分比，其中荷叶为70％，明胶为30％。
[0009]一种荷叶与明胶全降解生物质复合材料及其制备方法是按照以下步骤实施：
[0010]步骤1：将荷叶干燥处理后进行热水预处理：注去离子水于恒温水浴锅中，水温加热至 95℃，将荷叶的烧杯浸于无添加热水中，浸泡时间为5min，随后取出叶片置于室温通风处阴干备用；
[0011]步骤2：将干燥的荷叶沿径向裁切成100mm
×
100mm的形状备用；
[0012]步骤3：根据实验设计进行原材料配比，取15g荷叶，按照重量百分比称量荷叶为70％，明胶粉末为30％；
[0013]步骤4：将明胶粉末溶于100ml去离子水中，均匀搅拌使明胶溶液无颗粒，无结块；
[0014]步骤5：将荷叶浸渍于明胶溶液，使明胶均匀涂于荷叶表面，取出荷叶，在室温通风处阴干，反复浸渍，直至溶液完全浸完；
[0015]步骤6：采用层压成型工艺，将完成预处理、浸胶且干燥的荷叶按层叠放于模具中，设置压力为10MPa，上、下模温度为80℃，层压25min，每5min换气一次，常温冷却，取出压好的材料，即为荷叶与明胶全降解生物质复合材料。
[0016]本专利技术所达到的有益效果：
[0017]1.本专利技术的一种荷叶与明胶全降解生物质复合材料，将来源广泛的植物资源作为原料制备完全可降解复合材料可以缓解处理大量农作物废弃物带来的环境污染问题，解决大量使用难回收、难降解的塑料造成的严重的“白色污染”和环境破坏问题。
[0018]2.本专利技术的一种荷叶与明胶全降解生物质复合材料，可生物降解，无毒无污染，复合材料产品力学性能、吸湿性能、导热性能、热稳定性、疏水性等指标均较优。加强使用过程安全环保，降低成本，扩大植物叶的应用领域。
[0019]3.所述制备方法与成型工艺相对简单，快捷方便，可操作性强，生产成本较低。
附图说明
[0020]图1是
[0021]图2是本专利技术一种荷叶与明胶全降解生物质复合材料制备方法的工艺流程图；
[0022]图3是本实施例中制备的荷叶与明胶全降解生物质复合材料的明胶含量对拉伸强度影响图；
[0023]图4是本实施例中制备的荷叶与明胶全降解生物质复合材料的荷明胶含量对冲击强度影响图；
[0024]图5是本实施例中制备的荷叶与明胶全降解生物质复合材料的荷叶明胶含量对弯曲强度影响图；
[0025]图6是本实施例中制备的荷叶与明胶全降解生物质复合材料的荷叶明胶含量对弯曲强度影响图；
[0026]图7是本实施例中制备的不同明胶含量的复合材料7天吸湿率图；
[0027]图8是本实施例中制备的不同明胶含量复合材料平衡吸湿率图；
[0028]图9是本实施例中制备的不同明胶含量对其生物质复合材料导热性能的影响图；
[0029]图10是本实施例中制备的荷叶与明胶全降解生物质复合材料的复合材料层间断面的扫描电镜图；
具体实施方式
[0030]本专利技术的技术方案是，一种植物叶与生物胶全降解生物质复合材料，由整片荷叶、明胶组成，按照重量百分比，其中荷叶为70％，明胶为30％。
[0031]一种植物叶与生物胶全降解生物质复合材料及其制备方法是按照以下步骤实施：
[0032]步骤1：将荷叶干燥处理后进行热水预处理：注去离子水于恒温水浴锅中，水温加
热至 95℃，将荷叶的烧杯浸于无添加热水中，浸泡时间为5min，随后取出叶片置于室温通风处阴干备用；
[0033]步骤2：将干燥的荷叶沿径向裁切成100mm
×
100mm的形状备用；
[0034]步骤3：根据实验设计进行原材料配比，取15g荷叶，按照重量百分比称量荷叶为70％，明胶粉末为30％；
[0035]步骤4：将明胶粉末溶于100ml去离子水中，均匀搅拌使明胶溶液无颗粒，无结块；
[0036]步骤5：将荷叶浸渍于明胶溶液，使明胶均匀涂于荷叶表面，取出荷叶，在室温通风处阴干，反复浸渍，直至溶液完全浸完；
[0037]步骤6：采用层压成型工艺，将完成预处理、浸胶且干燥的荷叶按层叠放于模具中，设置压力为10MPa，上、下模温度为80℃，层压25min，每5min换气一次，常温冷却，取出压好的材料，即为荷叶与明胶全降解生物质复合材料。
[0038]图2
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图5为明胶含量对其生物质复合材料力学性能的影响，10wt％、20wt％、25wt％、30wt％的明胶对其生物质复合材料力学性能的影响。由图可以看出，随着明胶含量的提高，荷叶/明胶的各项力学性能均有所提高。相较于荷叶/10wt％明胶复合材料，荷叶/30wt％明胶复合材料拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荷叶与明胶全降解生物质复合材料，其特征在于，所述全降解生物质复合材料的制备原料包括整片荷叶和明胶粉末，按照重量百分比，其中荷叶为70％，明胶为30％。2.根据权利要求1所述的一种荷叶与明胶全降解复合材料及其制备方法，其特征在于按照以下步骤实施：步骤1：将荷叶干燥处理后进行热水预处理：注去离子水于恒温水浴锅中，水温加热至95℃，将荷叶的烧杯浸于无添加热水中，浸泡时间为5min，随后取出叶片置于室温通风处阴干备用；步骤2：将干燥的荷叶沿径向裁切成100mm
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【专利技术属性】
技术研发人员：周凌蕾，史可，何春霞，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：