一种植物纤维PHA发泡材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种植物纤维PHA发泡材料的制备方法，该方法包括将PHA通过马来酸酐改性并填充纳米植物纤维，得到的PHA发泡材料具有更好的力学性能、稳定性和更均匀的孔径，可应用于替代现有的石油基泡沫材料。用于替代现有的石油基泡沫材料。用于替代现有的石油基泡沫材料。

【技术实现步骤摘要】
一种植物纤维PHA发泡材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及PHA发泡材料制备领域，更具体地，涉及一种纳米植物纤维PHA发泡材料的制备方法。

技术介绍

[0002]PHA(聚羟基脂肪酸酯)，是很多细菌合成的一种胞内聚酯，在生物体内主要作为碳源和能源的贮藏性物质存在。与传统的依赖于石油为原料的传统塑料相比，PHA在材料学性质方面有惊人的相似性。PHA熔点在155℃左右，加工温度在110
‑
160℃，与传统的高分子材料相比更易于加工。同时PHA的加工性和可塑性也很好，但是也存在不少缺点，例如热稳定性差，容易水解；加工窗口窄，加工成型困难；结晶速率慢；熔融强度低等问题。这些问题会导致PHA在发泡过程中存在较大的瓶颈，难以达到应用于替代现在的石油基泡沫材料的目的，成本低廉。
[0003]专利技术人通过改性来克服上述在PHA缺点，以达到可以替代石油基材料的发泡材料的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是在不降低PHA发泡材料性能的基础上，通过对PHA进行改性处理，获得一种植物纤维PHA发泡材料的制备方法，该方法提高了PHA发泡材料的热稳定性和力学性能。
[0005]本专利技术的目的是通过以下方式实现的：
[0006]一种植物纤维PHA发泡材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0007](1)PHA的接枝
[0008]将1
‑
5重量份的马来酸酐和1
‑
5重量份过氧化苯甲酰混匀，于50
‑/>65℃条件下以2000
‑
4000rpm的转速搅拌1
‑
2h，结束后，加入40
‑
50重量份干燥的PHA粉末密封混合，再在室温下溶胀10
‑
12h，随后将溶胀物放置在400W的微波反应器中接枝反应15
‑
20min，烘干，得到接枝PHA；
[0009](2)PHA/纳米植物纤维发泡材料制备
[0010]将40
‑
50重量份接枝PHA与5
‑
10重量份纳米植物纤维在90
‑
100℃下混合5
‑
10min，再加入1
‑
2重量份发泡剂碳酸氢钠和1
‑
2重量份助剂氧化锌，继续混合5
‑
10min，放入模具中，送入压机中发泡温度150
‑
155℃，发泡时间8
‑
10min，发泡剂分解完毕，卸压后模塑物膨胀，2
‑
3S完成发泡，获得PHA/纳米植物纤维发泡材料。
[0011]上述纳米植物纤维的制备方法如下：取1
‑
5重量份过1000目筛的植物纤维粉末，加入4
‑
25重量份的DMSO/LiCl(1:1，v/v)混合液用来溶解植物纤维，去除杂质，共混后在37
‑
40℃恒温振荡器中震荡4
‑
5h，自然冷却后在10000
‑
20000rpm的转速下离心5
‑
10min，取上清液，利用300W超声处理30
‑
40min，以得到更为均匀的纳米植物纤维，得到植物纤维纳米悬浮颗粒，透析，将得到的液体冷冻干燥即为纳米植物纤维。粒径为200
‑
400nm。
[0012]上述植物纤维为木质素含量大于15％的植物纤维，如所述的植物纤维原料为甘蔗渣、毛竹纤维或秸秆。
[0013]优选所述的马来酸酐和过氧化苯甲酰的质量比为1:1。
[0014]上述接枝反应需在溶胀之前在10W紫外线下辐照预反应50
‑
60min。
[0015]优选上述接枝PHA与纳米植物纤维的重量比例为45
‑
50：5
‑
10。
[0016]与现有技术比较本专利技术的有益效果：
[0017]1、将PHA通过马来酸酐改性，马来酸酐和PHA进行接枝反应，其中接枝反应需在溶胀之前在紫外线照射下预反应50
‑
60min，其功率不超过10W，该步骤使PHA在微波下的接枝反应更为充分，使PHA发泡材料具有更好的力学性能和更均匀的孔径。
[0018]2、填充纳米植物纤维后，能够更好地分散在发泡材料中，由于没有去除木质素，其中的木质素充当成核剂可以提升发泡材料的热稳定性。
[0019]3、将PHA进行物理改性和化学改性偶联后，显著提高PHA发泡材料的力学性能和热稳定性。
附图说明
[0020]图1为实施例1得到的多孔材料SEM。
[0021]图2为对比例1得到的多孔材料SEM。
具体实施方式
[0022]以下通过具体实施例对本专利技术进行进一步解释说明：
[0023]实施例一：
[0024]1、PHA的接枝
[0025]将3重量份的马来酸酐和3重量份过氧化苯甲酰混匀，于50℃环境下，以2000rpm的转速搅拌1h，结束后，将40重量份干燥的PHA粉末与其密封混合，在10W紫外线照射下预反应50min，再在室温下溶胀12h，随后将溶胀物放置在400W的微波反应器中接枝反应15min，烘干，得到接枝PHA；
[0026]2、纳米植物纤维制备
[0027]取3重量份的毛竹纤维，由粉碎机粉碎后筛选出过1000目筛的粉末，加入12重量份的DMSO/LiCl混合液(1:1,v/v)，共混后在37℃恒温振荡器中震荡4h。自然冷却后在10000rpm的转速下离心5min，上清液为所制备的样品均相液体。将均相液利用300W的超声破碎机超声处理30min，得到植物纤维纳米悬浮颗粒。将所得的均相液转移到透析袋中，利用超纯水进行透析替代，最后得到终产物，将液体进行冷冻干燥后，即为200
‑
400nm的植物纤维纳米颗粒。
[0028]3、PHA/纳米植物纤维发泡材料制备
[0029]将45重量份接枝PHA与5重量份纳米植物纤维在在90℃下混匀，混合5min，再加入1份碳酸氢钠和1份助剂氧化锌，继续混合5min，当如模具中，送入压机中，发泡温度设置150℃，时间设置8min，发泡剂分解完毕，卸压后模塑物膨胀，2s完成发泡，获得PHA/纳米植物纤维发泡材料。
[0030]实施例二：
[0031]1、PHA的接枝
[0032]将3重量份的马来酸酐和3重量份过氧化苯甲酰混匀在烧杯中，于55℃环境下以4000rpm的转速搅拌1h，结束后，将50重量份干燥的PHA粉末与其密封混合，在10W紫外线照射下预反应50min，再在室温下溶胀12h。随后将溶胀物放置在400W的微波反应器中接枝反应20min，烘干，得到接枝PHA；
[0033]2、纳米植物纤维制备
[0034]取5重量份的毛竹纤维，由粉碎机粉碎后筛选出过1000目筛的粉末，加入12重量份的DMSO/LiCl混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物纤维PHA发泡材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)PHA的接枝将1
‑
5重量份的马来酸酐和1
‑
5重量份过氧化苯甲酰混匀，于50
‑
65℃条件下以2000
‑
4000rpm的转速搅拌1
‑
2h，结束后，加入40
‑
50重量份干燥的PHA粉末密封混合，再在室温下溶胀10
‑
12h，随后将溶胀物放置在400W的微波反应器中接枝反应15
‑
20min，烘干，得到接枝PHA；(2)PHA/纳米植物纤维发泡材料制备将40
‑
50重量份接枝PHA与5
‑
10重量份纳米植物纤维在90
‑
100℃下混合5
‑
10min，再加入1
‑
2重量份发泡剂碳酸氢钠和1
‑
2重量份助剂氧化锌，继续混合5
‑
10min，放入模具中，送入压机中发泡温度150
‑
155℃，发泡时间8
‑
10min，发泡剂分解完毕，卸压后模塑物膨胀，2
‑
3S完成发泡，获得PHA/纳米植物纤维发泡材料。2.根据权利要求1所述的植物纤维PHA发泡材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张平，付永前，张舜，卢明聪，尹丰伟，何志才，孙小龙，
申请(专利权)人：浙江金晟环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：