[发明专利]一种聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料及其制备方法

权利要求书

1.一种聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1制备硅烷改性的纳米纤维素：将玉米秸秆切断，洗净后晾干，粉碎并过筛至80～100目得到玉米秸秆粉，再置于1～2wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡20～24h，然后于600～800rpm下搅拌15～20min，再过滤取滤渣水洗后于60～80℃烘干5～7h，得到秸秆渣；取5～8重量份秸秆渣加120～150重量份水，2.5～3.8重量份亚氯酸钠，以及1～2重量份醋酸于300～500rpm下搅拌30～40min，再放于70～80℃下加热1～3h，其中每隔1h再加入1.5～2重量份亚氯酸钠以1～2重量份醋酸，过滤后将滤饼用水洗至中性，再于常温下晾干；再取3～5重量份晾干后的秸秆渣加入200～280重量份2～4wt％的KOH水溶液中，常温静置6～8h，然后在70～80℃下加热2～3h，用水洗至中性，常温晾干得到纳米纤维素；取5～7重量份N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到50～60重量份70～85wt％的乙醇水溶液中，于40～50℃下搅拌30～50min得到溶剂A，然后取纳米纤维素加到水中形成1～3wt％的悬浮液，将悬浮液于300～400W，35～40kHz下超声处理2～3h，再与溶剂A混合，在110～120℃反应2～3h，然后过滤并用无水乙醇洗涤至pH为7～8，得到硅烷改性的纳米纤维素；

S2合成聚乳酸：将5～10重量份乳酸在110～120℃下在连续氮气流下脱水1～2h，之后在没有氮气流的情况下在150～160℃下进行缩聚反应，反应时间为2～3h，得到的低聚物在200～210℃下蒸馏2～3h，收集蒸馏液，将蒸馏液用甲苯在70～80℃下稀释得到混合液，蒸馏液与甲苯的质量比为1:3～5，然后将脂肪酶添加到混合液中，在35～40℃下聚合20～24h得到聚合产物，再向聚合产物中加入氯仿混合均匀后于30～35℃下旋蒸除去氯仿即得所述聚乳酸；

S3制备复合材料：将步骤S2制备得到的聚乳酸和步骤S1制备得到的硅烷改性的纳米纤维素混合，经挤出机加工，再通过注塑机注塑成型，得到所述聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料。

2.如权利要求1所述的聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料的制备方法，其特征在于：所述玉米秸秆粉与氢氧化钠水溶液的比例为1：18～20g/mL。

3.如权利要求1所述的聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中脂肪酶占混合液的质量分数为8～10wt％。

4.如权利要求1所述的聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中聚合产物与氯仿的质量比为1：2～3。

5.如权利要求1所述的聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中聚乳酸和硅烷改性的纳米纤维素的混合比例为1：5～10的质量比。

6.如权利要求1所述的聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中挤出机为双螺杆挤出机，挤出机1～6段温度分别为170～175℃、170～177℃、175～180℃、180～185℃、180～185℃和185～190℃。

7.如权利要求1所述的聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中注塑条件为：温度为180～185℃，工作压力为0.4～0.7MPa，加热时间为270～320s。

8.一种聚乳酸-纳米纤维素复合包装材料，其特征在于，采用如权利要求1～7任一项所述的方法制备得到。