[发明专利]一种改性木粉/PBS生物降解基专用料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法，包括以下步骤：S1.将木粉进行蒸汽爆破，得到木粉纤维；S2.将木粉纤维进行炭化，得到表面炭化的木粉纤维；S3.将表面炭化的木粉纤维活化；S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇溶液混合，得到聚乙二醇接枝的木粉纤维；S5.将聚乙二醇接枝的木粉纤维制备得到超支化聚(胺‑酯)接枝改性木粉纤维；S6.将超支化聚(胺‑酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按照一定的配比在转矩流变仪的密炼室中密炼，制得超支化聚(胺‑酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。本发明通过填料的加入，可以大大提高材料的可降解性，并解决材料刚性差的问题。

技术领域

本发明涉及可降解塑料材料领域，具体涉及一种改性木粉/PBS生物降解基专用料及其制备方法。

背景技术

生物降解材料可以应用于生产、生活领域，其废弃物在自然环境或者特定环境中能够被逐渐分解至无污染小分子。近年来工业化的生物降解塑料主要有聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、PBS等。PBS是经典的生物降解材料，具有十分重要的理论研究意义与实际应用价值。理想情况下，PBS可以在土壤、酶等环境中得到充分分解，最终以二氧化碳和水的形式存在。线性脂肪聚酯的降解情况与其结构密切相关。一般情况下酯键之间结合的亚甲基数为4～8时脂肪族聚酯较容易降解。聚合物链中存在苯环结构和脂肪族醚键等其生物降解性下降；相对分子质量大的PBS以及加入疏水性基团的PBS不利于微生物的侵蚀、繁殖与生物降解。

PBS基聚酯作为可降解的包装材料、生物医用材料，符合国家环境保护与可持续发展战略要求。PBS的合成方法有直接酯化法和酯交换法两种。直接酯化法包括熔融聚合法和溶液聚合法两种。熔融聚合法分为酯化和缩聚两个阶段，该方法是将丁二酸和丁二醇在较低温度下进行熔融酯化，然后在高真空、高温下完成的缩聚反应。不同合成工艺获得的产品差异较大，一般来讲PBS具有优良的综合性能，但其加工温度较低，刚性较差，生产成本偏高。使其应用受到限制。为改善PBS的性能，降低PBS制品的成本，使其能够得到更广泛的应用，需要对PBS进行改性。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种改性木粉/PBS生物降解基专用料，通过填料的加入，可以大大提高材料的可降解性，并解决材料刚性差的问题。

技术方案：一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法，包括以下步骤：

S1.选取粒径为40-100目的木粉，将木粉进行蒸汽爆破，得到木粉纤维；

S2.将木粉纤维加入浓硫酸水溶液进行炭化，炭化后洗涤得到表面炭化的木粉纤维；

S3.将表面炭化的木粉纤维加入至二氯化砜溶液中，在一定温度下反应得到活化木粉纤维；

S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇溶液混合，在一定温度下搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维；

S5.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维和N，N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯混合后，加入催化剂和挥发性溶剂，然后搅拌，使得木粉纤维和N，N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀，待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应，得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维；

S6.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按照一定的配比在转矩流变仪的密炼室中密炼，制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。

优选的，所述步骤S1中木粉进行蒸汽爆破为将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破，爆破压力为1.0-2.5MPa，连续爆破2-3次，然后将爆破过的木粉干燥，得到木粉纤维。优选的，所述步骤S2中浓硫酸水溶液的浓度为40-55vt％，炭化温度为80-90℃，炭化时间为2-5min。

优选的，所述步骤S3中每1g表面炭化的木粉纤维中加入含0.5-1ml二氯化砜的二氯化砜溶液中，在温度为45-55℃下反应60-90min。