本发明专利技术公开了一种皮粉增韧聚乳酸全生物降解组合物的制备方法。本发明专利技术所述的组合物中包含有共混的组分：聚乳酸100重量份，化学改性的皮粉5-50重量份。其中皮粉的平均粒径为10-500目。其制备方法包括：第一步，采用含环氧基团的活性物质对皮粉进行表面化学改性。第二步将第一步得到的化学改性皮粉和聚乳酸按所述含量利用双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒，得到所述的皮粉增韧聚乳酸全生物降解的组合物。本发明专利技术采用丰富价廉的生物资源皮粉填充生物降解材料聚乳酸以降低生产成本，起到增韧作用，在所制得的聚乳酸树脂组合物中，皮粉在基体材料聚乳酸树脂中分布均匀，材料性能稳定，冲击性能明显提高，拉伸强度没有明显下降，并且组合物具有全生物降解性制备方法工业简单、成本低廉，宜于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料领域，同时涉及废弃皮革粉的再生资源化利用的技术方法。
技术介绍
聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等以石油为原料的通用合成树脂由于具有良好的加工性能和耐久性等性质，所以用于家电制品、汽车部件、建筑材料以及食品包装等各种领域中，它们在人们的生活中不可缺少的材料之一。但是，随着化石资源的开采，这些不可再生资源日益减少和环境问题日益受到公众重视，因此必须找到其他可以代替合成树脂的材料。另外，这些合成树脂制品在用完扔弃的阶段，其良好的耐久性成为缺点，在自然界中的降解性差，所以对生态系统会造成不利的影响。因此开发推广生物降解材料和高价值利用生物资源，成为当代经济和社会发展的重大研究课题和方向。为了解决上述问题，作为热塑性树脂中具有生物降解性的树脂，开了聚乳酸及乳酸与其它的脂肪族羟基羧酸形成的共聚物、从脂肪族多元醇和脂肪族多元酸衍生出的脂肪族聚酯等生物降解性树脂。这些生物降解性树脂中，聚乳酸是从玉米、薯类等中获得的糖分通过发酵法可制造大量的L-乳酸，成本低，而且由于原料是自然农作物，所以总的氧化碳排除量相对很少，并且作为所得树脂的性能，具有刚性强、透明性良好的特征，因此目前正广泛的应用于购物袋、文具、容器包装等以及其他日用品。但是聚乳酸树脂自身结构决定了具有脆、硬、柔性差的特性，所以均局限于硬质产品。另外，聚乳酸生产成本相对于通用塑料也略显高，从而导致了聚乳酸树脂在目前技术下还不能得以广泛应用，为了克服聚乳酸这些特点，国内外已经进行了不少相关研究， 但是这些技术在兼顾成本、材料性能和可生物降解性等综合指标上有所不足，相比通用塑料的市场还有一定的差距。为了克服聚乳酸的脆性，人们采用多种办法去增韧聚乳酸树脂。主要的手段有:(1)在聚乳酸树脂中共混弹性体或者热塑性能高分子材料来进行提高聚乳酸的韧性，如专利CN101508831A采用热塑性聚氨酯作为增韧剂来改善聚乳酸的冲击韧性，专利CN101168617A采用共聚酯对聚乳酸进行增韧，专利CN102276965A采用天然橡胶对聚乳酸进行增韧。专利CN102453318A采用粉末橡胶作为聚乳酸的增韧剂。专利但是这些手段得到的材料不是能够得到完全生物降解的材料，同时制备材料的价格相对较高。(2)采用无机填料来增加聚乳酸的韧性，如专利CN101638509A采用碳酸钙来提高聚乳酸的韧性。但是无机填料尽管降低了成本，但是提高聚乳酸韧性效果不明显。(3)采用天然纤维来增加聚乳酸的韧性，如专利CN102093681A采用木质素来提高来聚乳酸的韧性。这些手段尽管得到了全生物降解性材料，但是成本偏高，提高韧性效率不高。本专利技术采用了具有弹性，且可以生物降解性的皮革粉末作为聚乳酸增韧改性剂。这种材料易得，来源广泛，价格低廉。皮革粉末可以来源于皮革制品、废皮革制品、皮革制品的下脚料等，经过简单的机械粉碎就可以使用。因此采用皮革粉作为聚乳酸增韧改性剂既提高了聚乳酸的韧性，又能够降低聚乳酸的价格，同时还可以把废旧的皮革制品重新利用，减少了资源的浪费，最重要的是可以得到一种全生物降解的材料，可以使聚乳酸广泛用在软质制品领域中，扩大了聚乳酸的应用领域。本专利技术在所制得的聚乳酸树脂组合物中，皮粉在基体材料聚乳酸树脂中分布均匀，材料性能稳定，冲击性能明显提高，拉伸强度没有明显下降，并且组合物具有全生物降解性制备方法工业简单、成本低廉，宜于工业化生产
技术实现思路
:本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种增韧聚乳酸全生物降解组合物，该复合材料的力学性能满足实际使用要求，且性价比接近通用塑料。本专利技术的另一目的在于提供上述增韧聚乳酸组合物的制备方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:一种增韧聚乳酸全生物降解组合物，由下列成分制备得到:聚乳酸:100重量份数；化学改性的皮粉5-50重量份数。一种增韧聚乳酸全生物降解组合物制备方法，该方法包括以下步骤:(I)皮粉的化学改性过程如下:取100重量份的皮粉放入高速混合机中，开始搅拌。当高速混合机的温度到达60-90°C后，混合机转速控制在400-1000转/分钟，边搅拌边加入1_10重量份的含环氧基团的活性物质，搅拌时间为20-30分钟后出料，备用。皮粉化学改性的化学过程可用图1表示，皮粉和活性单体作用后生成改性皮粉，具体的过程是皮粉和含缩水甘油醚基团活性单体在高速混合机内，在加热的条件下，环氧基团与皮粉上的氨基发生化学反应，使活性基团接枝到皮粉表面，从而提高了皮粉与聚乳酸的相容性，同时避免皮粉在制备过程中团聚。(2)称取100重量份的聚乳酸和5-50重量份化学改性的皮粉放入高速混合机内，混合温度控制在20-27°C，混合机转速400-1000转/分钟，时间为5_15分钟。混合均匀后将混合物放入双螺杆挤出机造粒。双螺杆挤出机造粒工作条件为:一区110-130°C，二区 130-160°C，三区 160-180°C，四区 170_190°C，五区 180-200°C，六区 180_200°C，七区180-205°C，八区 180-195°C，九区 175_185°C机头 175_180°C。螺杆转速为 150-300 转 / 分钟。采取水冷拉条切粒。本专利技术的增韧聚乳酸树脂加入改性皮粉作为增韧剂，在保持聚乳酸组合物的其他性能均衡的前提下提高了材料的抗冲击性能。本专利技术制备方法，工艺简单，得到是一种全生物降解的组合物。附图说明图1为皮粉化学改性的化学过程；图2为实施例2中，皮粉化学处理前后成份变化的红外光谱曲线；图3为实施例2中，皮粉化学处理前后形态的变化:(a)处理前的皮粉；(b)处理后的皮粉；图4为对比例2 (a)和实施例5 (b)制备的组合物冲击断面的SEM照片。具体实施方式:下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述专利技术的内容对本专利技术作出一些非本质的改进和调整。测试方法说明:I)拉伸性能试按GB/T1040-2006标准进行测试，拉伸速度为2mm/min。2)弯曲性能按照GB/T9341-2000标准进行测试，弯曲速度为2mm/min。3)悬臂梁缺口冲击强度按GB/T1843-1996标准进行测试。4)硬度测试按ASTM D2240进行。5)化学改性前后皮粉的形貌，皮粉在聚乳酸中的分散情况采用扫描电镜测试，利用组合物的冲击断面，表面喷金后在场发射扫描电镜下测试。6)化学改性前后皮粉的化学结构变化采用傅立叶红外光谱测试。1.皮粉的化学处理实施例1:称取IOOOg的皮粉放入高速混合机中，开始搅拌。当高速混合机的温度到达70°C后，混合机转速控制在400转/分钟，边搅拌边加入IOg的3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，搅拌25分钟后出料，编号GMA-1，备用。实施例2:称取IOOOg的皮粉放入高速混合机中，开始搅拌。当高速混合机的温度到达70°C后，混合机转速控制在400转/分钟，边搅拌边加入50g的3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，搅拌25分钟后出料，编号GMA-2，备用。实施例3:称取IOOOg的皮粉放入高速混合机中，开始搅拌。当高速混合机的温度到达70°C后，混合机转速控制在400转/分钟，边搅拌边加入I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种皮粉增韧聚乳酸全生物降解组合物的制备方法，其特征在于：组合物的制备方法，包括如下步骤：(1)取皮粉100重量份，含环氧基团的活性物质1?10重量份，在高速混合机中进行化学改性；高速混合机的工作条件为：温度60?90℃，混合机转速400?1000转/分钟，时间为20?30分钟；(2)取聚乳酸100重量份数，化学改性后的皮粉5?50重量份数，在高速混合机混合均匀，工作条件：温度20?27℃，混合机转速400?1000转/分钟，时间为5?15分钟；(3)在高速混合机混合均匀后，将混料用双螺杆挤出机造粒得到增韧聚乳酸树脂全生物降解组合物；双螺杆挤出机造粒工作条件为：一区110?130℃，二区130?160℃，三区160?180℃，四区170?190℃，五区180?200℃，六区180?200℃，七区180?205℃，八区180?195℃，九区175?185℃，机头175?180℃；螺杆转速为150?300转/分钟，双螺杆挤出机的长径比(L/D)为36?44∶1，采取水冷拉条切粒；其中，所述的皮粉是指鞣制后的猪皮、牛皮、羊皮、马皮，或者未经涂饰的猪、牛、羊、马皮制品下脚料，或者未经涂饰的猪、牛、羊、马皮制品的回收皮，经机械粉碎而得到的皮粉；皮粉的目数为10?500目。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：段景宽，邵双喜，蒋岚，余绍火，李亚，姚利辉，易疆川，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：
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