[发明专利]一种废纸纤维/聚乳酸复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种废纸纤维/聚乳酸复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，废瓦楞纸箱经过剪切、清洗、浸泡后在打浆机中进行打浆碎解，滤去水分，鼓风干燥得到废纸纤维团；步骤2，将步骤1得到的废纸纤维团在干磨机上进行疏解研磨，制成分散均匀的絮状废纸纤维；步骤3，得到改性废纸纤维；步骤4，按质量百分比分别称取：废纸纤维10～30wt％、聚乳酸粉末68.5～89.1wt％，KH‑550硅烷偶联剂0.9～1.5wt％，将三者混合均匀，上述组分质量百分比之和为100wt％；步骤5，获得废纸纤维/聚乳酸复合材料。用双螺杆挤出机共挤后得到废纸纤维/聚乳酸复合材料，为废瓦楞纸箱的再利用提供了有效的途径，提高了废瓦楞纸的使用价值。

技术领域

本发明涉及废纸纸利用技术领域，具体说是涉及一种废纸纤维/ 聚乳酸复合材料的制备方法。

背景技术

天然纤维是自然界最为丰富的天然高分子材料，以其良好的柔韧 性、环保性、低成本、可再生等优点成为复合材料的潜在替代品，是 一种理想的环保型绿色材料，含有天然纤维的高分子复合材料逐渐成 为生物质复合材料的重要研究方向。

目前，市面上的瓦楞纸箱在经过一次印刷、包装后成为废品，难 以二次使用，废瓦楞纸箱回收处理后主要用于制造纸浆、模塑和加工 新纸板，回收率较低，且被二次利用的价值不高。制作瓦楞纸箱的原 料来源于稻草、木材、秸秆、蔗渣等，通过打浆压制后模切成需要的 规格尺寸，原料来源广泛且可再生，是一种环境友好型植物纤维材料。

聚乳酸(PLA)作为一种无毒、无刺激性、可降解、具有良好生 物相容性的合成高分子材料，被广泛应用于包装、医疗和纺织品等多 个领域，是具有良好发展前景的生物高分子材料，但其价格高昂，结 晶速度慢、脆性大等缺点也极大地限制了它的发展，在与其它聚合物 共混时界面相容性较差，需要通过共聚、共混、填充填料等改性方法 来改善自身性能，以扩大其应用范围。已有大量研究使用环保的天然 植物纤维作为聚乳酸的增强改性剂。因此，以废瓦楞纸箱为原料，经 打浆处理后制成的絮状废纸纤维可作为增强剂与聚乳酸共混，制备性 能优良的可降解复合材料。因此，以废瓦楞纸纤维为增强剂，制备聚 乳酸基复合材料具有广泛的应用前景。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种废纸纤维/聚乳酸复合 材料的制备方法。以废瓦楞纸为原料，改善了废瓦楞纸箱回收率低、 利用价值不高的问题，同时提高聚乳酸材料的拉伸和弯曲强度，由于 废纸来源广泛，价格低廉，可在一定程度上降低聚乳酸材料的使用成 本。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种废纸 纤维/聚乳酸复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按质量百分比分别称取：废瓦楞纸箱10～30wt％、聚乳 酸粉末68.5～89.1wt％、KH-550硅烷偶联剂0.9～1.5wt％，上述组分 质量百分比之和为100wt％；

步骤2，将废瓦楞纸箱经过剪切、清洗、浸泡后在打浆机中进行 打浆碎解，控干水分后，鼓风干燥得到废纸纤维团；

步骤3，将步骤2得到的废纸纤维团在多功能粉碎机中进行机械 磨粉，制成分散均匀的絮状废纸纤维；

步骤4，配置好水与乙醇质量比为1:19的溶液，加入硅烷偶联剂 KH-550，搅拌均匀后，将步骤3所制备的絮状废纸纤维与配置好的 溶液混合均匀，密封静置24h，鼓风干燥后得到改性废纸纤维；

步骤5，将步骤3和4制备好的絮状废纸纤维分别与聚乳酸粉末 均匀共混，在机头为145℃下进行熔融共挤，剪切后得到3～5mm长 的废纸纤维/聚乳酸复合材料。

优选的，所述步骤2中剪切成2×2cm的纸块，浸泡时间24h， 加入2倍去离子水在打浆机中碎解60～80min，干燥温度为80℃。