一種植物纖維可降解母粒及其制備方法技術

本發明專利技術涉及可降解材料技術領域，提供一種植物纖維可降解母粒及其制備方法。植物纖維可降解母粒按重量份數計，包含以下各原料組分，100份合成類生物降解聚合物、10

【技術實現步驟摘要】
一種植物纖維可降解母粒及其制備方法


[0001]本專利技術屬于可降解材料
，涉及一種植物纖維可降解母粒及其制備方法。

技術介紹

[0002]生物降解材料替代不可降解的塑料已成為必然的趨勢。生物降解材料包括合成生物降解材料，比如PLA、PBS、PBAT等，以及天然生物降解材料，比如淀粉等。
[0003]植物纖維也具有可降解，是天然生物降解材料，但不能作為復合材料的基體樹脂，而是可以作為聚合物基體的增強劑制備復合材料，具有成本低、密度低、較高的比強度等特點，將植物纖維制備成塑料母粒可以提高使用便捷性。但一般的，植物纖維極性很大，與合成類生物降解材料的相容性較差，制約了植物纖維增強復合材料的發展。

技術實現思路

[0004]植物纖維中對聚合物基體起到增強作用的是纖維素纖維。纖維素纖維是由β
?
D
?
葡萄糖殘基彼此以1,4
?
苷鍵聯結而成的，表面分布了大量的羥基，極性非常高。因此，纖維素纖維與合成類生物降解材料的極性差異較大，相容性較差。為了解決纖維素纖維與合成類生物降解材料的極性大導致的相容性差，導致難以獲得植物纖維與合成類生物降解材料相容性較好的共混物，本專利技術提供一種植物纖維可降解母粒及其制備方法。
[0005]本專利技術的技術方案如下：
[0006]一種植物纖維可降解母粒，按重量份數計，包含以下各原料組分，100份合成類生物降解聚合物、10
?
200份植物纖維和1
?
20份相容助劑；
[0007]所述相容助劑按如下方法制備：
[0008]乙酰環氧化脂肪酸酯與有機二胺反應，制備胺化乙酰化脂肪酸酯；
[0009]將環氧大豆油、氨基葡萄糖和所述胺化乙酰化脂肪酸酯進行反應，獲得所述相容助劑。
[0010]優選的，所述合成類生物降解聚合物選自聚乳酸、聚己內酯、PBAT、PBS、PBSA和PGA中的一種或幾種。
[0011]優選的，所述植物纖維選自甘蔗渣、竹纖維、咖啡渣、木纖維、棉纖維、谷物纖維中的一種或多種，所述植物纖維的直徑不超過100μm。
[0012]優選的，所述植物纖維經過堿處理后再進行干燥。
[0013]優選的，所述乙酰環氧化脂肪酸酯與所述有機二胺的摩爾比為1:1
?
10。
[0014]優選的，所述有機二胺選自脂肪族二胺和芳香族二胺中的一種或幾種。
[0015]優選的，所述環氧大豆油中環氧基團摩爾數與所述氨基葡萄糖和所述胺化乙酰化脂肪酸酯中氨基基團摩爾數和的比例為1:0.8
?
1。
[0016]優選的，所述氨基葡萄糖和所述胺化乙酰化脂肪酸酯的摩爾比為1:2
?
2:1。
[0017]優選的，所述相容助劑的重量為所述植物纖維重量的3
?
10％。
[0018]一種上述任一項實施方案所述的植物纖維可降解母粒的制備方法，將所述植物纖
維和所述相容助劑混合，升溫至100
?
120℃處理10min
?
1小時，再加入所述合成類生物降解聚合物，攪拌混合后進行熔融擠出造粒，獲得所述母粒。
[0019]本專利技術的有益效果是：
[0020]1、本申請由環氧大豆油、氨基葡萄糖和胺化乙酰環氧化脂肪酸酯反應制備了相容助劑，相容助劑分子結構中的葡萄糖結構與植物纖維具有相似的結構和極性，與植物纖維的相容性好，相容助劑分子結構中的開環的乙酰環氧化脂肪酸酯結構中存在多個酯鍵，與合成類生物降解聚合物具有較好的相容性。因此，本申請的相容助劑類似“表面活性劑”的功能，可以作為植物纖維與合成類生物降解聚合物的相容劑，提高了植物纖維與合成類生物降解聚合物的相容性。
[0021]2、本申請在制備相容助劑中發現，采用環氧大豆油與氨基葡萄糖和胺化乙酰環氧化脂肪酸酯反應的方法，比采用氨基葡萄糖與乙酰環氧化脂肪酸酯直接反應的方法具有更好的相容作用，可能是相容助劑分子結構中原來的環氧大豆油的結構也對相容作用有促進作用或者對相容助劑的功能具有促進作用。
[0022]3、本申請的相容助劑中采用的環氧大豆油、氨基葡萄糖和乙酰環氧化脂肪酸酯都是環保性物質，而且環氧大豆油和乙酰環氧化脂肪酸酯都是可生物降解材料。因此，本申請的植物纖維母粒的降解性也很好。
具體實施方式
[0023]以下通過具體實施方式對本專利技術的技術方案進行進一步的說明和描述。
[0024]本申請一方面提出一種植物纖維可降解母粒，按重量份數計，包含以下各原料組分，100份合成類生物降解聚合物、10
?
200份植物纖維和1
?
20份相容助劑；
[0025]上述相容助劑按如下方法制備：
[0026]乙酰環氧化脂肪酸酯與有機二胺反應，制備胺化乙酰化脂肪酸酯；
[0027]將環氧大豆油、氨基葡萄糖和上述胺化乙酰化脂肪酸酯進行反應，獲得相容助劑。
[0028]本申請中，植物纖維可降解母包含以下各原料組分，100份合成類生物降解聚合物、30
?
100份植物纖維和1
?
15份相容助劑。
[0029]本申請的植物纖維可降解母粒的原料組分中還可以加入顏料、填料、抗氧化劑等。顏料無特別的限制，可以選自有機填料或無機填料，比如氧化鐵紅、氧化鐵黃、酞菁藍、酞菁綠、群青、鈷藍等，顏料的加入量可以為1
?
10份。填料無特別的限制，可以選自有機填料或無機填料，比如聚乙烯微粉、聚四氟乙烯微粉、鈦白粉、滑石粉、硅灰石、重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、氧化鋁、氫氧化鋁等，填料的加入量可以為5
?
200份。抗氧化劑無特別的限制，可以選自抗氧化劑1010、抗氧化劑1076等。
[0030]本申請中，進一步的，合成類生物降解聚合物無特別的限制，可以選自聚乳酸、聚己內酯、PBAT、PBS、PBSA和PGA中的一種或幾種。
[0031]本申請中，進一步的，植物纖維無特別的限制，可以選自甘蔗渣、竹纖維、咖啡渣、木纖維、棉纖維、谷物纖維中的一種或多種，所述植物纖維的平均直徑不超過100μm。
[0032]本申請中，進一步的，植物纖維經過堿處理后再進行干燥。本申請中所用的堿可以是氫氧化鈉溶液，濃度可以是3
?
10wt％。具體的，堿處理可以為，將植物纖維浸泡入氫氧化鈉溶液中5
?
10小時，清洗、干燥。植物纖維經過堿處理可以除去植物纖維中的部分雜質和耐
熱性差的果膠和蠟物質，提高植物纖維的熱穩定性。同時，專利技術人還發現，植物纖維經過堿處理后呈電負性，本申請的相容劑中存在仲氨基基團，可以與植物纖維產生靜電吸附，進一步提高相容作用。
[0033]本申請中，進一步的，乙酰環氧化脂肪酸酯與有機二胺的摩爾比為1:1
?
10。
[0034]乙酰環氧化脂肪酸酯具有如下式(1)的結構，分子結構中含有一個環本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種植物纖維可降解母粒，其特征在于：按重量份數計，包含以下各原料組分，100份合成類生物降解聚合物、10
?
200份植物纖維和1
?
20份相容助劑；所述相容助劑按如下方法制備：乙酰環氧化脂肪酸酯與有機二胺反應，制備胺化乙酰化脂肪酸酯；將環氧大豆油、氨基葡萄糖和所述胺化乙酰化脂肪酸酯進行反應，獲得所述相容助劑。2.根據權利要求1所述的植物纖維可降解母粒，其特征在于：所述合成類生物降解聚合物選自聚乳酸、聚己內酯、PBAT、PBS、PBSA和PGA中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的植物纖維可降解母粒，其特征在于：所述植物纖維選自甘蔗渣、竹纖維、咖啡渣、木纖維、棉纖維、谷物纖維中的一種或多種，所述植物纖維的直徑不超過100μm。4.根據權利要求1所述的植物纖維可降解母粒，其特征在于：所述植物纖維經過堿處理后再進行干燥。5.根據權利要求1所述的植物纖維可降解母粒，其特征在于：所述乙酰環氧化脂肪酸酯與所述有機二胺的摩爾比為1:1
?
1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡海濤，葉梅，蔡偉龍，周啟聰，吳茂榮，
申請(專利權)人：粒芽廈門新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：