一种可循环利用的一次性木塑复合材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种可循环利用的一次性木塑复合材料、制备方法及应用，步骤1：将聚对二氧环己酮基聚合物进行塑化；步骤2：将步骤1得到的塑化后的材料与木粉颗粒混合，即可得到可循环利用的一次性木塑复合材料；本发明专利技术以可解聚回收的聚对二氧环己酮为主要成分之一的聚合物为胶粘剂，将木粉颗粒结合在一起制备得到木塑复合材料；聚对二氧环己酮分子链中的羰基、醚键与天然大分子之间相互作用，得到的木塑复合材料具有高密度、高硬度、良好的弯曲性能、抗冲性能及耐水性；通过简单热解即可实现聚合物与木粉的分离，再次用于制备木塑复合材料，实现完全回收与闭环循环。实现完全回收与闭环循环。实现完全回收与闭环循环。

【技术实现步骤摘要】
一种可循环利用的一次性木塑复合材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及木塑复合材料领域，具体涉及一种可循环利用的一次性木塑复合材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]木塑是一种重要的绿色环保材料，伴随着经济社会的发展，对木塑的需求量越来越大。然而，由于天然优质木塑生长周期长且难以回收利用，加之全球化背景下的可持续发展战略对木塑砍伐的限制，可以使用的木塑变得越来越少，进口的成本也越来越高，仅仅依靠天然木塑难以满足巨大的使用需求。为了缓解木塑资源短缺，各国开始种植桉树、杨树、松树等人造速生林，速生木塑的生长周期短，但种植的速生木塑的孔隙度大、材质疏松、力学性能和机械强度差，需要对木塑进行复杂的增强处理。
[0003]木塑复合材料(WPCs)是一类由木塑填料与热塑性树脂混合制备的环境友好型材料，通常由聚合物基体、木塑填料以及助剂三部分组成。木塑复合材料(WPCs)加工性能良好、耐久性良好、成本较低、吸湿率较低，是天然实木的理想替代品，可以有效的缓解天然木材资源的短缺。但木塑复合材料(WPCs)的树脂占比一般超过50％，而且不可降解，难以回收，用其替代天然硬木，将会面临更加严重的废弃物处理问题。采用可生物降解聚合物代替传统聚合物是一种可行的解决方案，利用聚合物自身的降解，可以实现聚合物基体与木塑填料之间的有效分离，从而促进复合材料的降解或回收。专利CN113272230A、CN114144471A使用PLA、PCL、PBS等可生物降解聚酯与亲水性木粉颗粒共混制备了环境友好的复合材料。但是，常用脂肪族聚酯的聚合上限温度较高、解聚倾向低，制备的木塑复合材料废弃后只能通过堆肥降解等方式进行后处理，无法实现高效的回收再利用，造成资源的严重浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的问题提供一种高硬度可循环利用的一次性木制品及其制备方法与应用。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种可循环利用的一次性木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：将聚对二氧环己酮基聚合物进行塑化；
[0008]步骤2：将步骤1得到的塑化后的材料与木粉颗粒混合，即可得到可循环利用的一次性木塑复合材料；其中聚对二氧环己酮基聚合物和木粉颗粒的质量比为1:9～9.9:0.1。
[0009]进一步的，所述聚对二氧环己酮基聚合物为聚对二氧环己酮均聚物、聚对二氧环己酮共聚物和聚对二氧环己酮共混物中的一种；聚对二氧环己酮共混物为聚对二氧环己酮均聚物、聚对二氧环己酮共聚物以任意比例混合构成。
[0010]进一步的，所述聚对二氧环己酮基共聚物为聚对二氧环己酮均聚物与聚环内酯或聚环交酯的二元或多元无规共聚物、嵌段共聚物。
[0011]进一步的，所述聚对二氧环己酮基共聚物为聚对二氧环己酮均聚物与聚乙烯醇、
淀粉、甲壳素、纤维素、环糊精、壳聚糖中的一种或两种及以上的接枝共聚物。
[0012]进一步的，所述聚对二氧环己酮基共聚物和聚对二氧环己酮共混物中聚对二氧环己酮结构单元所占摩尔比为0.15～0.99。
[0013]进一步的，所述聚环内酯为聚ε
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己内酯、聚γ
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丁内酯、聚δ
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戊内酯、聚δ
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己内酯、聚δ
‑
辛内酯、聚δ
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癸内酯、聚δ
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十二内酯中的一种；聚环交酯为聚丙交酯、聚乙交酯中的一种。
[0014]进一步的，所述木粉为软木粉、硬木粉、竹粉、秸秆粉、谷糠粉中的一种或两种以上以任意比例混合构成。
[0015]一种可循环利用的一次性木塑复合材料的循环利用方法，包括以下步骤：
[0016]步骤1：将可循环利用的一次性木塑复合材料，在常压或真空条件下热解回收单体；
[0017]步骤2：剩余固体回收，即可实现循环利用。
[0018]一种可循环利用的一次性木塑复合材料的应用，所述可循环利用的一次性木塑复合材料通过挤出成型、热压成型、注塑成型、吹塑成型、吸塑成型加工为可循环利用的一次性制品。
[0019]进一步的，所述可循环利用的一次性木制品用于餐饮具、包装、装饰、家具、建筑领域。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术以可解聚回收的聚对二氧环己酮为主要成分之一的聚合物为胶粘剂，将木粉颗粒结合在一起制备得到木塑复合材料。聚对二氧环己酮分子链结构单元中的羰基、醚键可以与构成木粉颗粒的纤维素、半纤维素、木质素等天然大分子形成氢键等分子间相互作用，使得聚合物能够将木粉颗粒紧密的结合在一起，制备得到的木塑复合材料具有高密度、高硬度、良好的弯曲性能、抗冲性能以及耐水性，通过热塑加工可以得到用作各种用途的一次性木制品；
[0022](2)本专利技术通过简单热解即可将一次性木制品中的聚合物解聚为单体，从而实现聚合物组分与木粉组分的分离；解聚所得单体经简单纯化后即可再次用于合成聚对二氧环己酮基聚合物；解聚后剩余固体依然保留了木粉原有的特性，可以再次用于与聚对二氧环己酮基聚合物复合制备一次性木制品，实现一次性木制品的完全回收与闭环循环。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一次性木制品解聚装置示意图。
[0024]图中：1
‑
单体收集瓶，2
‑
反应瓶。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。
[0026]一种可循环利用的一次性木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0027]步骤1：将聚对二氧环己酮基聚合物进行塑化；聚对二氧环己酮基聚合物为以聚对二氧环己酮均聚物、聚对二氧环己酮共聚物和聚对二氧环己酮共混物中的一种；聚对二氧环己酮共混物为聚对二氧环己酮均聚物和聚对二氧环己酮共聚物以任意比例混合构成。聚
对二氧环己酮基共聚物为聚对二氧环己酮均聚物与聚环内酯或聚环交酯的二元或多元无规共聚物、嵌段共聚物。聚对二氧环己酮基共聚物为聚对二氧环己酮均聚物与聚乙烯醇、淀粉、甲壳素、纤维素、环糊精、壳聚糖中的一种或两种及以上的接枝共聚物。聚对二氧环己酮基共聚物和聚对二氧环己酮共混物中聚对二氧环己酮结构单元所占摩尔比为0.15～0.99。
[0028]其中，聚环内酯为聚ε
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己内酯、聚γ
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丁内酯、聚δ
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戊内酯、聚δ
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己内酯、聚δ
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辛内酯、聚δ
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癸内酯、聚δ
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十二内酯中的一种；聚环交酯为聚丙交酯、聚乙交酯、聚羟基丁酸酯中的一种。
[0029]聚对二氧环己酮基聚合物的特性黏数为0.20～4.0dL/g，数均分子量为5～2000kg/mol。
[0030]步骤2：将步骤1得到的塑化后的材料与木粉颗粒混合，即可得到可循环利用的一次性木塑复合材料；其中聚对二氧环己酮基聚合物和木粉颗粒的质量比为1:9～9.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可循环利用的一次性木塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将聚对二氧环己酮基聚合物进行塑化；步骤2：将步骤1得到的塑化后的材料与木粉颗粒混合，即可得到可循环利用的一次性木塑复合材料；其中聚对二氧环己酮基聚合物和木粉颗粒的质量比为1:9～9.9:0.1。2.根据权利要求1所述的一种可循环利用的一次性木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚对二氧环己酮基聚合物为聚对二氧环己酮均聚物、聚对二氧环己酮共聚物和聚对二氧环己酮共混物中的一种；聚对二氧环己酮共混物为聚对二氧环己酮均聚物、聚对二氧环己酮共聚物以任意比例混合构成。3.根据权利要求2所述的一种可循环利用的一次性木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚对二氧环己酮基共聚物为聚对二氧环己酮均聚物与聚环内酯或聚环交酯的二元或多元无规共聚物、嵌段共聚物。4.根据权利要求2所述的一种可循环利用的一次性木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚对二氧环己酮基共聚物为聚对二氧环己酮均聚物与聚乙烯醇、淀粉、甲壳素、纤维素、环糊精、壳聚糖中的一种或两种及以上的接枝共聚物。5.根据权利要求2所述的一种可循环利用的一次性木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚对二氧环己酮基共聚物和聚对二氧环己酮共混物中聚对二氧环己酮结构单元所占摩尔比为0.15～0.99。6.根据权利要求3所述的一种可循环利用的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思翀，侯双喜，吴刚，田国强，张杰，王玉忠，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：