【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料改良领域，具体涉及一种氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、可生物降解塑料聚乳酸(pla)可在自然条件下分解为h2o和co2，是一种从可再生利用的绿色植物中提取制备而成的生物环保降解材料，并且具有良好的可加工性和生物相容性，因而成为最具发展和应用前景的绿色高分子材料之一。然而，pla存在韧性差、脆性大、耐热性能差以及制备成本高等固有缺陷，通常需要采用添加刚性填料或共混共聚的方法制备复合材料。秸秆纤维，是我国目前产量最大的天然植物纤维，实现秸秆的高值化利用是亟待解决的问题。由于秸秆纤维也存在韧性差、脆性大、耐热性能差以及制备成本高等缺陷，用秸秆纤维和pla制备可完全降解的生物质复合材料能有效提高秸秆的利用率。然而，亲水性的秸秆纤维和疏水性的pla之间存在较大的界面能差，致使两相之间的界面结合力差，其力学性能、耐热性能和流变性能等指标远没有达到理想水平，给产业化应用带来了诸多限制。然而，传统改性方法多用碱处理或者偶联剂处理，存在成本高、污染严重、操作复杂等缺陷，而且传统界面改性剂活性官能团数量较少致使复合材料的界面结合不紧密。因此，如何克服上述缺陷，获得一种界面相容性良好、力学性能优异的复合材料，对于实现秸秆纤维/pla复合材料的产业化应用具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种界面相容性良好、力学性能优异的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料及其制备方法。
2、
3、一种氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将超支化聚酯和无水乙醇混合，得到超支化聚酯溶液；
5、(2)将步骤(1)得到的超支化聚酯溶液、小麦秸秆粉、氯化铁、引发剂和水混合，进行加热反应，经静置、清洗、干燥，得到改性小麦秸秆粉；
6、(3)将步骤(2)得到的改性小麦秸秆粉和聚乳酸混合，经粉碎、成型，得到氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料。
7、上述的制备方法，优选的，所述超支化聚酯、无水乙醇、小麦秸秆粉、氯化铁、引发剂、水的质量比为7～12∶50～60∶60～90∶3～25∶0.5～5∶500～800；
8、步骤(3)中，所述改性小麦秸秆与聚乳酸的质量比为30∶70。
9、上述各原料比例，即各原料的加入量按质量份计，超支化聚酯7份～12份，无水乙醇50份～60份，小麦秸秆粉60份～90份，氯化铁3份～25份，引发剂0.5份～5份，水500份～800份；
10、步骤(3)中，改性小麦秸秆30份，聚乳酸70份。
11、上述的制备方法，优选的，步骤(2)中，所述引发剂为马来酸酐或对甲苯磺酸，所述加热反应的温度为60℃～65℃，所述加热反应的时间为1h～1.5h。
12、上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，所述混合后还包括以下处理：将混合物在75℃振荡1h～2h，得到澄清的超支化聚酯溶液；
13、和/或，步骤(2)中，所述小麦秸秆粉在使用之前还包括以下处理：将小麦秸秆粉过30目～40目筛网，再干燥至含水率为2％以下；所述静置的时间为12h，所述干燥的具体过程为：在80℃条件下将产物干燥至含水率为2％以下；
14、和/或，步骤(3)中，所述聚乳酸在使用之前还包括以下处理：将聚乳酸在60℃干燥8h。
15、一种氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
16、(1)将超支化聚酯和无水乙醇混合，得到超支化聚酯溶液；
17、(2)将步骤(1)得到的超支化聚酯溶液、小麦秸秆粉、引发剂和水混合，进行加热反应，静置，得到反应产物；
18、(3)将步骤(2)得到的反应产物、氯化铁和水混合，静置，经过滤、干燥，得到改性小麦秸秆粉；
19、(4)将步骤(3)得到的改性小麦秸秆粉和聚乳酸混合，经粉碎、成型，得到氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料。
20、上述的制备方法，优选的，所述超支化聚酯、无水乙醇、小麦秸秆粉、氯化铁、引发剂、步骤(2)的水、步骤(3)的水的质量比为7～12∶50～60∶60～90∶3～25∶0.5～5∶500～800∶500～800；
21、步骤(4)中，所述改性小麦秸秆与聚乳酸的质量比为30∶70。
22、上述各原料比例，即各原料的加入量按质量份计，超支化聚酯7份～12份，无水乙醇50份～60份，小麦秸秆粉60份～90份，氯化铁3份～25份，引发剂0.5份～5份，步骤(2)的水500份～800份，步骤(3)的水500份～800份；
23、步骤(4)中，改性小麦秸秆30份，聚乳酸70份。
24、上述的制备方法，优选的，步骤(2)中，所述引发剂为马来酸酐或对甲苯磺酸，所述加热反应的温度为60℃～65℃，所述加热反应的时间为1h～1.5h。
25、上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，所述混合后还包括以下处理：将混合物在75℃振荡1h～2h，得到澄清的超支化聚酯溶液；
26、和/或，步骤(2)中，所述小麦秸秆粉在使用之前还包括以下处理：将小麦秸秆粉过30目～40目筛网，再干燥至含水率为2％以下；所述静置的时间为12h，
27、和/或，步骤(3)中，所述静置的时间为8h，所述干燥的具体过程为：在80℃条件下将产物干燥至含水率为2％以下；
28、和/或，步骤(4)中，所述聚乳酸在使用之前还包括以下处理：将聚乳酸在60℃干燥8h。
29、作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种上述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法制得的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料。
30、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
31、本专利技术提供了一种氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，一方面，引入黏度低、缠绕少、活性官能团多的超支化聚酯作为相容剂，超支化聚酯的羟基不仅能与麦秸表面的羟基形成由众多氢键构成的网络结构，还能与pla的端基基团形成稳定的化学键连接，从而改善麦秸/聚乳酸复合材料的界面相容性；另一方面，加入氯化铁后可形成fe3+-oh的配位结构，协同超支化聚酯实现无机-有机结合，从而通过无机-有机结合的反应性增容构建复合材料相容性良好的界面，使复合材料的力学性能进一步增强，且可以赋予复合材料一定的记忆形变性能，进一步拓宽其应用领域。本专利技术的制备方法，具有成本低、绿色环保、能耗低等优点，其制得的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料具有优异的拉伸性能、弯曲性能和抗冲击性能，保证产品质量的可靠性、安全性和可降解性，且可以延长产品使用寿命。
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1.一种氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述超支化聚酯、无水乙醇、小麦秸秆粉、氯化铁、引发剂、水的质量比为7～12∶50～60∶60～90∶3～25∶0.5～5∶500～800；
3.根据权利要求2所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述引发剂为马来酸酐或对甲苯磺酸，所述加热反应的温度为60℃～65℃，所述加热反应的时间为1h～1.5h。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合后还包括以下处理：将混合物在75℃振荡1h～2h，得到澄清的超支化聚酯溶液；
5.一种氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述超支化聚酯、无水
7.根据权利要求6所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述引发剂为马来酸酐或对甲苯磺酸，所述加热反应的温度为60℃～65℃，所述加热反应的时间为1h～1.5h。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合后还包括以下处理：将混合物在75℃振荡1h～2h，得到澄清的超支化聚酯溶液；
9.一种如权利要求1～8中任一项所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法制得的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述超支化聚酯、无水乙醇、小麦秸秆粉、氯化铁、引发剂、水的质量比为7～12∶50～60∶60～90∶3～25∶0.5～5∶500～800；
3.根据权利要求2所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述引发剂为马来酸酐或对甲苯磺酸，所述加热反应的温度为60℃～65℃，所述加热反应的时间为1h～1.5h。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合后还包括以下处理：将混合物在75℃振荡1h～2h，得到澄清的超支化聚酯溶液；
5.一种氯化铁-超支化聚酯改性麦秸/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
【专利技术属性】
技术研发人员：左迎峰，廖承钢，吴义强，李新功，阮久锠，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：
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