【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体为一种生物基可降解复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、塑料是最重要的材料之一，已成为人们日常生活中最常见的物品。由于其广泛的应用，塑料可以模塑成任何形式，被用于不同的部门，如农业、医疗保健、运输和建筑等。正在逐渐取代金属、木材、纸、羊毛或棉花等其他制造原料，但是只有十分之一的塑料可以被回收，其余的塑料则是被掩埋和焚烧，对土壤和水产生了重大污染，同时对生物和非生物的组成部分也构成了严重威胁。因此积极开发利用生物基这一新型可再生资源对保护环境有着重要意义。
2、可生物降解材料包括天然可降解材料和合成可降解材料。天然可降解材料包括纤维素、淀粉、甲壳素、海藻酸盐和蛋白质等。合成可降解材料分为生物基合成可降解材料和石油基合成可降解材料。与传统塑料相比，可降解塑料虽然具有环保、可持续等优点，但是存在着力学性能较差和降解速率较低等问题。因此，本专利技术提出了一种生物基可降解复合材料及其制备方法，具有良好降解速率、抗菌性、阻燃性和力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种生物基可降解复合材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述生物基可降解复合材料是由改性聚丁二酸丁二醇酯切片和改性木质素用炼塑机炼塑挤出得到。
4、作为优化，所述改性聚丁二酸丁二醇酯切片是由聚丁二酸丁二醇酯切片依次浸泡在1,6-己二
5、作为优化，所述聚丁二酸丁二醇酯切片型号为bg-211f1，来自安徽雪郎生物科技股份有限公司。
6、作为优化，所述氧化海藻酸钠水溶液是由海藻酸钠和高碘酸钾反应制成氧化海藻酸钠，再和纯水配制成海藻酸钠水溶液。
7、作为优化，所述改性木质素是由木质素依次和环氧基季磷盐、丙烯酸甲酯、乙烯基五甲基二硅氧烷和烯丙基磷酸二甲酯反应制得。
8、作为优化，所述环氧基季磷盐是由三苯基膦和环氧氯丙烷反应制得。
9、一种生物基可降解复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
10、(1)将甘蔗渣粉碎至粒径小于1mm，研磨后过筛40～60目得到甘蔗粉，用去离子水洗涤3～5次，在40～60℃干燥10～12h后得到预处理甘蔗粉；将预处理甘蔗渣和质量分数为40wt％的对甲苯磺酸水溶液按质量比1:60混匀，在80～90℃、200～300rpm搅拌10～15min，冷却至20～30℃，在0.4～0.8pa条件下过滤，取滤液加入纯水稀释至对甲苯磺酸质量分数为1～4wt％，静置10～12h后，6000～8000rpm离心，再用去离子水洗涤3～5次，在-40～-10℃、10～20pa干燥14～16h得到木质素；
11、(2)将三苯基膦和环氧氯丙烷按质量比2:1混匀，加入三苯基膦质量2～3倍的丙酮和三苯基膦质量0.01～0.02倍的碘化钠，在氮气环境中，在40～60℃加热6～8h，冷却至室温后过滤，用乙酸乙酯洗涤3～5次，在45～55℃干燥4～6h，得到环氧基季磷盐；将环氧基季磷盐和木质素按质量比1:2混匀，加入木质素质量16～20倍的去离子水，在50～60℃，通过1.2mol/l氢氧化钠水溶液将ph调节至10～12，在70～80℃、100～200rpm反应6～8h后离心，用去离子水洗涤3～5次，在60～70℃干燥10～12h，得到预改性木质素；将丙烯酸甲酯、乙烯基五甲基二硅氧烷和烯丙基磷酸二甲酯按质量比3:1:1混匀，加入烯丙基磷酸二甲酯质量10～14倍的二甲基亚砜，升温至50～60℃，加入烯丙基磷酸二甲酯质量0.2～0.4倍的预改性木质素，搅拌30～60min，再加入烯丙基磷酸二甲酯质量0.01～0.02倍的氯化钠和烯丙基磷酸二甲酯质量0.01～0.02倍的质量分数为25～30％的过氧化氢，在40～60℃反应20～24h，用去离子水沉淀抽滤后，用甲醇洗涤3～5次，再次抽滤，在50～60℃干燥20～24h，得到改性木质素；
12、(3)将海藻酸钠和去离子水按质量比1:10混匀，在30～40℃、200～300r/min搅拌50～60min，加入海藻酸钠质量0.5～0.7倍的0.5mol/l的高碘酸钠溶液，避光继续搅拌反应2～3h，加入海藻酸钠质量0.1～0.2倍的乙二醇和海藻酸钠质量0.2～0.3倍的氯化钠继续搅拌反应15～20min后，将溶液装入12000～14000da的透析袋中用去离子水透析3～5天，每天换2～4次去离子水，在6000～7000rpm离心分离，取上清液在-20～-10℃预冻10～12h，再在-40～-30℃、13～15pa干燥16～18h，得到氧化海藻酸钠；
13、(4)将2cm*2cm*200μm的聚丁二酸丁二醇酯切片浸泡在质量浓度为6～8％的1,6-己二胺/异丙醇溶液中，在30～40℃反应2～3h，用去离子水洗涤3～5次，得到胺解聚丁二酸丁二醇酯切片；将氧化海藻酸钠和纯水按质量比(1～2):50配成氧化海藻酸钠水溶液，将胺解聚丁二酸丁二醇酯切片浸泡在氧化海藻酸钠水溶液中，在10～20℃反应20～24h，再用去离子水洗涤3～5次，在30～40℃干燥6～8h，得到改性聚丁二酸丁二醇酯切片；将改性聚丁二酸丁二醇酯切片和改性木质素按质量比(5～10):1加入炼塑机中，在120～130℃炼塑10～30min后造粒，在80～100℃静置6～8h，再自然冷却至室温，得到一种生物基可降解复合材料。
14、作为优化，步骤(2)所述预改性木质素的反应方程式为：
15、
16、作为优化，步骤(2)所述改性木质素的反应方程式为：
17、
18、作为优化，步骤(3)所述氧化海藻酸钠的反应方程式为：
19、
20、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
21、本专利技术在制备生物基可降解复合材料时，先用对甲苯磺酸提取甘蔗渣中的木质素，将木质素和环氧基季磷盐反应制得预改性木质素，再将预改性木质素和丙烯酸甲酯、乙烯基五甲基二硅氧烷和烯丙基磷酸二甲酯反应制得改性木质素；将海藻酸钠和高碘酸钾反应制成氧化海藻酸钠，在将聚丁二酸丁二醇酯切片和1,6-己二胺反应制得部分胺解聚丁二酸丁二醇酯切片，将部分胺解聚丁二酸丁二醇酯切片和氧化海藻酸钠反应制得改性聚丁二酸丁二醇酯切片；将改性聚丁二酸丁二醇酯切片和改性木质素用炼塑机炼塑挤出得到生物基可降解复合材料。
22、首先，用对甲苯磺酸提取甘蔗渣中的木质素，将环氧基季磷盐接枝在木质素上，得到具有抗菌性能的预改性木质素；再将预改性木质素和丙烯酸甲酯、乙烯基五甲基二硅氧烷、烯丙基磷酸二甲酯进行自由基接枝聚合反应，增加木质素和聚丁二酸丁二醇酯切片的相容性，同时硅原子和磷原子在高温时可以形成阻隔层，达到隔绝热量和隔绝氧气的效果，从而提高了生物基可降解复合材料的阻燃性能。
23、其次，将聚丁二酸丁二醇酯切片部分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述生物基可降解复合材料是由改性聚丁二酸丁二醇酯切片和改性木质素用炼塑机炼塑挤出得到。
2.根据权利要求1所述的一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述改性聚丁二酸丁二醇酯切片是由聚丁二酸丁二醇酯切片依次浸泡在1,6-己二胺/异丙醇溶液和氧化海藻酸钠水溶液中制得。
3.根据权利要求2所述的一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述氧化海藻酸钠水溶液是由海藻酸钠和高碘酸钾反应制成氧化海藻酸钠，再和纯水配制成海藻酸钠水溶液。
4.根据权利要求1所述的一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述改性木质素是由木质素依次和环氧基季磷盐、丙烯酸甲酯、乙烯基五甲基二硅氧烷和烯丙基磷酸二甲酯反应制得。
5.根据权利要求4所述的一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述环氧基季磷盐是由三苯基膦和环氧氯丙烷反应制得。
6.一种生物基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
7.根据权利要求6所述的一种生物基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预改性木质素
8.根据权利要求6所述的一种生物基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述改性木质素的反应方程式为：
9.根据权利要求6所述的一种生物基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述氧化海藻酸钠的反应方程式为：
...【技术特征摘要】
1.一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述生物基可降解复合材料是由改性聚丁二酸丁二醇酯切片和改性木质素用炼塑机炼塑挤出得到。
2.根据权利要求1所述的一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述改性聚丁二酸丁二醇酯切片是由聚丁二酸丁二醇酯切片依次浸泡在1,6-己二胺/异丙醇溶液和氧化海藻酸钠水溶液中制得。
3.根据权利要求2所述的一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述氧化海藻酸钠水溶液是由海藻酸钠和高碘酸钾反应制成氧化海藻酸钠，再和纯水配制成海藻酸钠水溶液。
4.根据权利要求1所述的一种生物基可降解复合材料，其特征在于，所述改性木质素是由木质素依次和环氧基季磷盐、丙烯酸甲酯、乙烯基五...
【专利技术属性】
技术研发人员：许铁辉，王明武，
申请(专利权)人：湖南杰伟新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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