[发明专利]苇杆与石英复合改性聚乳酸材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性聚乳酸材料的制备方法，特别涉及一种用苇杆粉与石英粉来对聚乳酸材料进行复合改性的工艺。

背景技术

塑料工业的迅速发展极大地方便了人们的生活，但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物，严重污染人类的生存环境，解决这个问题已成为环境保护方面的当务之急，研究开发可降解塑料是治理塑料制品废弃物的一个重要途径。在寻求可降解塑料解决塑料垃圾污染的过程中，新型生态绿色环保的聚乳酸塑料得到了迅速的发展。聚乳酸是一种以乳酸为单体原料通过化学聚合制备而成的高分子材料，具有优良的生物相容性和可生物降解性，且安全无毒。聚乳酸的应用范围较广，可用来生产塑料餐具、包装薄膜、医用缝线等制品。但聚乳酸材料的强韧度不高、耐热性差，限制了其推广应用。

在塑料材料中加入纤维状填料或刚性粒子填料是提高塑料机械性能的有效方法。苇杆粉是芦苇或蒲苇的茎杆晒干并粉碎后得到的粉末，具有有纤维状的形态结构，芦苇或蒲苇的茎杆中的纤维有很好的抗拉性和韧性，故其可添加到塑料等材料中作为增强组分来使用。苇杆粉价格低廉、来源广泛，其天然纤维的结构具有可生物降解性。石英粉又称硅微粉，主要成份是二氧化硅，为无色半透明或乳白色的粉体，是一种坚硬、耐磨、不燃、化学性能稳定的硅酸盐矿物，具有良好的电绝缘性和较高的硬度、价格低廉、安全无毒等一系列优点，广泛用于塑胶、涂料、电子等行业，可添加到塑料材料中作为补强填料使用。截至目前，苇杆粉与石英粉复合改性聚乳酸材料的研究尚未见文献报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用苇杆粉-石英粉对聚乳酸材料复合改性的方法，使制备出的复合改性聚乳酸材料具有良好的机械性能、耐热性能和生物降解性能，可用于加工可生物降解的塑料制品。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种苇杆与石英复合改性聚乳酸材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）称量以下重量份数的原料组分：

聚乳酸   40～70份，

苇杆粉   10～20份，

石英粉   5～15份，

偶联剂   1～3份，

润滑剂   0.5～2份；

（2）将称量后的原料组分进行混合，得到均匀的混合料；

（3）将混合料加入挤出机中，在挤出温度为160℃～200℃的条件下挤出，得到条状苇杆与石英粉复合改性聚乳酸材料。

上述步骤（1）中，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、二羟酰基乙二撑钛酸酯或二（二辛基焦磷酰氧基）羟乙酸钛酸酯。所述润滑剂为聚乙烯蜡或白油。步骤（3）中，所述挤出温度为160℃～200℃的条件是指，在挤出机的加料段、熔融段、均化段、排料段的温度依次设置为160℃、180℃、200℃、190℃。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明制备的苇杆与石英复合改性聚乳酸材料具有良好的机械性能、耐热性能和生物降解性能，可用于加工成生物降解的塑料制品，替代污染环境、生物难降解的塑料制品，在环境保护以及资源开发等方面都具有重要意义；本发明制备的苇杆粉与石英粉复合改性聚乳酸材料所用的原料价廉、易得，成本低，且使资源得到了合理地开发与利用，具有显著的社会价值和经济价值。另外，本发明方法能在挤出机中一步完成，因而制备工艺简单且易于操作，所以适合大规模工业化生产。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

步骤一、称量以下重量份数的各种原料：聚乳酸40份，苇杆粉12份，石英粉5份，偶联剂1.2份，润滑剂0.5份；优选的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。优选的润滑剂为聚乙烯蜡。

步骤二、将步骤一中称量后的聚乳酸、苇杆粉、石英粉、偶联剂和润滑剂加入到混合机中混合均匀，得到混合料；

步骤三、将步骤二中所述混合料加入到挤出机中，在挤出机的加料段、熔融段、均化段、排料段的温度依次为160℃、180℃、200℃、190℃的条件下挤出，得到直径为3mm左右的条状苇杆粉/石英粉复合改性聚乳酸材料的挤出物。

本实施例的苇杆粉/石英粉复合改性聚乳酸材料及纯聚乳酸的初始机械性能及其在潮湿土壤中经过30天降解后的机械性能和耐热性能见表1。

实施例2