[发明专利]一种可生物降解醋酸纤维素发泡多孔材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种醋酸纤维素材料，具体来说涉及一种可生物降解醋酸纤维素发泡多孔材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着白色污染问题的日益严重及人们对环境保护的日益重视，开发可完全生物降解材料逐渐成为科学发展的热点趋势。纤维素广泛地来源于树木、棉花、麻类植物和其它农副产品，是自然界中取之不尽、用之不竭的可再生资源。同时，在自然的环境中可以被微生物或细菌完全降解，是一种环境友好的高分子材料。醋酸纤维素（CA）是将棉花纤维或木材纤维乙酰化而成，又叫乙酰纤维素，是纤维素衍生物中最早进行商品化生产纤维素有机酯。

由于醋酸纤维素具有用途广泛、产品附加值高、生产方便、流程短、服用性能优良、生产过程无污染及原料可再生等优点，受到了全世界的广泛关注。目前CA主要应用于纺织品制造，香烟过滤材料，膜材料，生物组织工程材料等。

发泡材料，又叫多孔材料或海绵材料，是一类包含大量孔隙的材料。目前，发泡材料主要应用在隔热、包装、结构性、漂浮性以及电声性能等方面，另外还有一些重要的正在兴起的应用领域。

可生物降解醋酸纤维素发泡材料，避免使用对环境有害的物质，制备工艺简单，成本低廉，可以大规模应用于墙体保温材料，隔音材料等，具有良好的市场应用前景。

目前可生物降解发泡材料主要为聚乳酸（PLA）材料，相对于PLA，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）在应用领域、加工性能、储存等方面具有明显优势：

（1）PBS软化点高，应用领域比PLA广泛。聚乳酸（PLA）是一种化学合成的脂肪族聚酯，其软化点较低，仅为58℃，而PBS软化点可达101℃，PBS可以使用的温度区间是－30～100℃，能够在沸水环境中应用，而PLA由于软化点的限制，应用领域受到一定的制约。

（2）PBS具有非常优异的加工性能，比PLA更易于加工，加工性能的差别是PLA和PBS最大差别之一，PBS具有非常优异的加工性能，可以在目前普通聚烯烃加工设备上直接推广加工，适应注塑、挤出、吸塑等各种常规和特殊的加工方法。而PLA的加工条件苛刻，适应性差，不仅需要苛刻的加工环境（干燥环境），还需要专门改造的加工设备。

（3）PBS制品比PLA制品易于贮存，PBS是典型的生物降解材料，只有接触到足够的微生物才会发生降解，因此在日常的存贮过程中，只要不直接接触富含微生物的土壤、自然水体，就可以长期存贮，不会发生降解。PLA是典型的水解降解高分子材料，因此存贮过程需要苛刻的干燥环境，材料必须铝塑包装，而且存贮期不能超过2年，在非密封包装时，存贮期不超过6个月，50℃条件下更是只有几个小时的存放时间。因此，PLA制品的贮存成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种可生物降解醋酸纤维素发泡多孔材料及其制备方法，该制备方法操作简单，原料便宜，所得材料可以广泛的应用于隔热保温及隔音领域，具有良好的市场应用前景。

本发明采用的技术方案如下：

一种可生物降解醋酸纤维素发泡多孔材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤（1），按照重量份数计，将醋酸纤维素50-95重量份、聚丁二酸丁二醇酯5-50重量份、AC发泡剂1-20重量份、稳定剂0-5重量份和增塑剂0-12重量份在160-190℃下，熔融共混3-5min，得到熔融物；

步骤（2），将步骤（1）得到的熔融物进行挤出注塑成型后，在200-230℃下，发泡1-10min，即得到可生物降解醋酸纤维素发泡多孔材料。上述技术方案中步骤（1）所述的醋酸纤维素为一醋酸纤维素、二醋酸纤维素或三醋酸纤维素。

进一步，优选的是在步骤（1）熔融共混前稳定剂的加入量为1-5重量份，增塑剂的加入量为8-12重量份。

进一步，优选的是所述的稳定剂为亚磷酸酯类稳定剂。

进一步，优选的是所述的增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂。

上述技术方案中步骤（1）所述的注塑的具体条件为：入口温度160℃-175℃，第一段温度为175-185℃，第二段温度为185-190℃，第三段温度为185-190℃，第四段温度为185-190℃，第五段温度185-175℃，模口温度为175-160℃，螺杆转速为10-100r/min。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明制备方法操作简单，原料便宜，所得可生物降解醋酸纤维素发泡多孔材料物理性能优越，可以广泛的应用于隔热保温及隔音领域，具有良好的市场应用前景。