[发明专利]稻壳粉/PBAT生物质基全降解材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种稻壳粉/PBAT生物质基全降解材料及制备方法，稻壳粉/PBAT生物质基全降解材料包括以下重量份的组分：稻壳粉20‑40份，PBAT35～60份，增塑剂2‑4份，偶联剂2‑4份，扩链剂1‑3份，润滑剂3‑5份，热稳定剂2‑4份，抗氧化剂0.1‑0.3份。本发明提供的稻壳粉/PBAT生物质基全降解材料，通过PBAT和稻壳粉的混合得到综合性能更好的材料，稻壳粉的添加降低制作成本，为降解塑料的应用和发展提供更多的选择。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种稻壳粉/PBAT生物质基全降解材料及制备方法。

背景技术

环境保护作为一个世界性的问题，越来越被关注。而塑料作为一个在各个领域都有广泛应用的材料，其产量极大，并且大部分的塑料因其结构稳定很难在自然环境中分解，长期累积的大量的废弃塑料对环境造成了严重的污染，所以人们对可降解塑料进行了研究和开发。

全降解塑料是指，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解，分解成H2O、CO2、CH4或一些小分子量的聚合物的材料，最后仅余对环境无毒的生成物。而生物降解材料大多以可再生资源为原料，例如稻壳、玉米、淀粉等。因此生物塑料在环保方面被广泛关注。

聚对苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯PBAT是一种可生物降解的芳香族聚酯，其强度较低而断裂伸长率很高，是柔韧性极好的弹性体材料韧性极好的弹性体材料。但其价格是普通塑料的2-3倍，并且热稳定性、和机械性能存在缺陷，限制其应用。

生物质是指在任何可再生的或可循环的有机物质，动植物、微生物以及由他们所产生的有机物都是属于生物质，例如稻壳、稻壳、果壳等。我国是一个农业大国，每年约产生12亿吨的农林废弃物，有大量的废弃物并没有的到合理利用，所以生物质基材料的开发可以促进农林废弃物的合理使用。但由于生物质的纤维素、半纤维素和木质素等含有大量的极性醇羟基和酚羟基官能团，使其具有很强的化学极性，与疏水的塑料基材不相容。

发明内容

一方面，本发明提供了一种稻壳粉/PBAT生物质基全降解材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：

其中，所述稻壳粉的目数为600-800目，且所述稻壳粉依次经过碱性水解、硫酸溶胀、和超声破壁的处理步骤，包括：

将所述600-800目的稻壳粉中加入质量分数为6％的氢氧化钠溶液进行水解，水解温度170-180℃，水解15-25min，水解后用蒸馏水洗涤至中性，干燥后得到水解稻壳粉；

再将所述水解稻壳粉在38℃的条件下一边搅拌一边加入质量分数为70-74％的浓硫酸进行溶胀处理，处理后再进行抽滤、并洗涤至中性，得到溶胀稻壳粉；

最后将所述溶胀稻壳粉用去离子水分散，超声处理40min，超声功率1000-1100w，超声过程中用冰水浴，超声处理后进行高速离心处理，去上清液得到白色沉淀，该白色沉淀为所述稻壳粉/PBAT生物质基全降解材料中的预处理稻壳粉；

所述热稳定剂为环氧大豆油，且所述环氧大豆油是以转基因大豆油为原料制得的环氧大豆油。

可选的，所述环氧大豆油的制作方法包括以下步骤：在反应釜中加入大豆油、负载型杂多酸盐催化剂及甲酸，加热升温至70-80℃，在搅拌下将双氧水在40min内均匀地加在反应釜中，温度升高时通冷水冷却，保温反应10-11h，反应结束后过滤，滤掉负载型杂多酸盐催化剂，静止分层，油相用2-3％氢氧化钠的饱和氯化钠水溶液中和到pH值8.5，然后用纯净水洗到中性，并且不含氯离子位置，静止30min后，分离掉下部水层，将水洗后的粗品放入蒸馏釜中，减压蒸馏脱水，得到环氧大豆油。

可选的，所述负载型杂多酸盐催化剂杂多酸阴离子为Keggin结构的杂多钼酸盐，杂原子为P或As，抗衡阳离子为H或Cs，负载的载体为脱铝USY分子筛、MCM-41分子筛或者离子交换树脂。