可降解复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种可降解吸管复合材塑料，按质量份数计，包括如下组分：PBAT 25～50份、PLA 20～50份、改性玉米秸秆粉10～25份及添加剂0.3～2.5份，其中改性玉米秸秆粉所采用的改性剂为多元醇表面活性剂。通过多元醇表面活性剂对玉米秸秆粉改性，改性后的玉米秸秆粉在与基体PLA和PBAT之间的相容性以及分散性有很大的提升，在管材加工挤出过程中连续顺畅，不存在断条等问题，同时在冲击和拉伸性能方面均有提高。由于玉米秸秆来源于农村，是农业的废弃物，属于农业废弃物的二次利用，采用其作为原料，可能降低可降解复合材料的成本。采用该可降解复合材料制成的可降解吸管可替代一次性聚丙烯吸管，推动绿色、环保、生物可降解的复合材料的发展。

【技术实现步骤摘要】
可降解复合材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及复合材料
，特别是一种可降解复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
塑料吸管在自然条件下很难分解，其污染程度紧跟塑料袋，因此生物降解塑料逐渐成为研究的热点。在原本以聚丙烯为主的一次性吸管领域，可降解材料的需求最为急切。然而，目前的生物可降解材料的价格是通用塑料的2倍以上，加大了吸管的成本。为了降低成本，采用如淀粉、纤维素、木粉以及竹粉等生物基作为填充物质，利用PLA(聚乳酸)、PBAT(聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯)、PBS(丁二酸丁二酯)和PCL(聚己内酯)等生物降解材料为主体材料，制备填充型可降解吸管材料。但是，生物基材料与主体材料相容性较差，在制备吸管等薄壁件时，生物基材料易发生团聚，并与主体树脂易产生剥离，吸管等薄壁件易发生穿孔，破壁等现象。同时，受粮食危机影响，淀粉的价格持续上涨，纤维素产品质量不高，木粉以及竹粉价格较高，间接地提高了吸管的成本，限制了其工业化生产和应用。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了一种可降解复合材料，具有较好的拉伸和冲击性能。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下。一种可降解复合材料，按质量份数计，包括如下组分：所述改性玉米秸秆粉为多元醇表面活性剂改性的玉米秸秆粉。在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中，所述多元醇表面活性剂选自山梨醇、甘油和聚乙二醇中的至少一种。在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中的改性玉米秸秆粉的制备原料中，所述玉米秸秆粉与所述多元醇表面活性剂的质量比为1:(0.1～0.6)。在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中，所述改性玉米秸秆粉主要由所述多元醇表面活性剂的水溶液与所述玉米秸秆粉混合，干燥制得；所述干玉米秸秆粉和所述多元醇表面活性剂的水溶液的质量比为1:(0.2～0.8)；所述多元醇表面活性剂的水溶液的质量分数为50％～70％。在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中，所述改性玉米秸粉的含水量≤1wt％。在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中，按质量份数计，包括如下组分：在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中，所述PBAT的熔融指数为1g/10min～10g/10min，所述PLA的熔融指数为3g/10min～30g/10min。在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中，所述添加剂选自相容剂、润滑剂和开口剂中的至少一种。在其中一些实施例中，在所述可降解复合材料中，按重量份数计，所述添加剂包括如下组分：相容剂0.1～0.5份、润滑剂0.1～1份和开口剂0.1～1份。在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中，所述相容剂为巴斯夫ADR-4468。在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中，所述润滑剂选自PEG400、PEG10000和芥酸酰胺中的至少一种。在其中一些实施例中，所述的可降解复合材料中，所述开口剂选自滑石粉和碳酸钙中的至少一种。一种可降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：将所述PBAT、所述PLA、所述改性玉米秸秆粉和所述添加剂熔融挤出造粒，挤出温度范围为160℃～180℃。本专利技术还提供了一种如上所述的可降解复合材料在制备可降解塑料制品中的应用。一种可降解塑料制品，包含有如上所述的可降解复合材料。在其中一些实施例中，所述的可降解塑料制品中，所述可降解塑料制品为可降解吸管。与现有技术相比较，本专利技术的可降解吸管具有如下有益效果：本专利技术选择了一种来源广泛的生物基填充材料——玉米秸秆粉，经过测试，玉米秸秆内含有木质素、纤维素、半纤维素和矿物质等成分。进一步采用特定的改性剂——多元醇表面活性剂对玉米秸秆粉改性，改性后的玉米秸秆粉与基体PLA和PBAT之间的相容性以及分散性有很大的提升，在管材加工挤出过程中连续顺畅，不存在断条等问题，同时在冲击和拉伸性能方面均有提高。玉米秸秆来源于农村，是农业的废弃物，属于农业废弃物的二次利用，采用其作为原料，可降低可降解复合材料的成本。采用该可降解复合材料制成的可降解吸管可替代一次性聚丙烯吸管，推动绿色、环保、生物可降解的复合材料的发展。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术的可降解复合材料及其制备方法与应用作进一步详细的说明。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术公开内容理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本专利技术实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本专利技术实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本专利技术实施例说明书公开的范围之内。具体地，本专利技术实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。本专利技术一实施方式提供了一种可降解复合材料，按质量份数计，包括如下组分：其中，改性玉米秸秆粉为多元醇表面活性剂改性的玉米秸秆粉。可以理解，PLA是硬而脆的物质，PBAT是软而韧的物质，采用其中的一种时，无法满足吸管的成型加工要求以及使用要求。本专利技术采用PBAT和PLA配合，能满足吸管成型加工以及使用要求；进一步地，与多元醇表面活性剂改性后的玉米秸秆粉配伍，改性剂能够有效提高秸秆粉等材料的堆积密度，提高材料混合与下料的均匀性；即采用多元醇表面活性剂改性后的玉米秸秆粉在与基体PLA和PBAT之间的相容性以及分散性有很大的提升，在管材加工挤出过程中连续顺畅，不存在断条等问题，同时在冲击和拉伸性能方面均有提高。在其中一些示例中，可降解复合材料中，PBAT与PLA的质量比为(0.4～1.5):1。在其中一些示例中，可降解复合材料中，PBAT与PLA的质量比为(0.68～1.15):1。在其中一些示例中，可降解复合材料中，按质量份数计，包括如下组分：在其中一些示例中，可降解复合材料中，按质量份数计，包括如下组分：在其中一些示例中，可降解复合材料中，PBAT的熔融指数为1g/10min～10g/10min，PLA的熔融指数为3g/10min～30g/10min。在一个具体的示例中，可降解复合材料中，PBAT的熔融指数为6g/10min，P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解复合材料，其特征在于，按质量份数计，包括如下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种可降解复合材料，其特征在于，按质量份数计，包括如下组分：



所述改性玉米秸秆粉为多元醇表面活性剂改性的玉米秸秆粉。


2.如权利要求1所述的可降解复合材料，其特征在于，所述多元醇表面活性剂选自山梨醇、甘油和聚乙二醇中的至少一种。


3.如权利要求2所述的可降解复合材料，其特征在于，在所述改性玉米秸秆粉的制备原料中，所述玉米秸秆粉与所述多元醇表面活性剂的质量比为1:(0.1～0.6)。


4.如权利要求3所述的可降解复合材料，其特征在于，所述改性玉米秸秆粉主要由所述多元醇表面活性剂的水溶液与所述玉米秸秆粉混合、干燥制得；
所述干玉米秸秆粉和所述多元醇表面活性剂的水溶液的质量比为1:(0.2～0.8)；所述多元醇表面活性剂的水溶液的质量分数为50％～70％。


5.如权利要求1～4任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾雷，白彦峰，钱玉英，鲍飞，王淑峰，
申请(专利权)人：河北凯力华维包装科技有限公司，广州华新科智造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13