CN106147173A - 一种高韧性聚乳酸木塑复合材料 - Google Patents

一种高韧性聚乳酸木塑复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高韧性聚乳酸木塑复合材料的制备方法：（1）植物纤维的准备：取椰子纤维，蔗糖渣，水曲柳木粉，稻壳粉混合均匀；(2)植物纤维酶改性：将混合植物纤维进行酶改性；改性后，用清水漂洗干净，60℃烘干；（3）原料共混：按照如下重量份数配置干燥好了的原料：改性植物纤维42‑60份，聚乳酸100‑120份，纳米碳酸钙0.8份；将称取的聚乳酸粒料在开炼机上完全熔融后，均匀加入改性植物纤维，混合均匀后，再加入其它所有原料，调整转速为30r/min，然后翻料共混5‑6min，使原料充分混合均匀；（4）预压；（5）热压成型。

Description

一种高韧性聚乳酸木塑复合材料
技术领域
本发明涉及一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，属于木塑加工领域。
背景技术
近十几年,木塑复合材料制品逐渐走向市场,但一些木塑材料性能仍不理想,如冲击强度、弯曲模量较低。提高木粉含量可导致木塑复合材料冲击性能急剧下降,如填充量超过40%时,冲击性能降低50%以上;此外木粉含量提高加剧了木塑的易燃性,而良好的阻燃性能是建筑材料的重要性能之一。因此,改善力学性能和阻燃性能是提高木塑复合材料广泛应用的关键。
木塑复合材料（WPC）是植物纤维和塑料的有机结合体，兼顾了植物纤维和塑料的双重特性，既有木材和塑料的优良性能，同时又克服了木材和塑料本身固有的一些缺点。虽然 WPC 具有较多的优点，但它也有两种材料各自的缺点：如塑料材料容易发生老化降解，木纤维容易发生腐朽等。目前很多 WPC 产品都用于室外，因而对 WPC 的老化与防腐性能研究具有十分重要的意义。
相比传统木塑复合材料，聚乳酸（PLA）木塑复合材料由于其良好的生物可降解性而有更好的应用价值。
本发明旨在提供一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其既有良好的生物可降解性，又具有很好的力学性能。
发明内容
本发明针对现有技术中的聚乳酸木塑材料的缺点，提供一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其既有良好的生物可降解性，又具有很好的力学性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其通过如下方法制备得到：
（1）植物纤维的准备：
按照下列重量份数，取椰子纤维50-60份，蔗糖渣3-6份，水曲柳木粉10份，稻壳粉3份混合均匀；
(2)植物纤维酶改性：
按照下列重量份数，取木质素过氧化物酶0.6-0.9份，漆酶0.5-1份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制备成酶溶液；
将混合植物纤维按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒温38℃处理40-60min，最后加热到80℃处理50min；
改性后，用清水漂洗干净，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份数配置干燥好了的原料：改性植物纤维42-60份，聚乳酸100-120份，纳米碳酸钙0.8份；
将称取的聚乳酸粒料在开炼机上完全熔融后，均匀加入改性植物纤维，混合均匀后，再加入其它所有原料，调整转速为30r/min，然后翻料共混 5-6min，使原料充分混合均匀；
（4）预压：
将开炼后的共混物趁热预压成 8mm 厚的片材，备用；
（5）热压成型：
将上述预压共混物在平板硫化机上经预热 10min，反复泄压加压放气3min，除去复合材料熔体中的气泡，保压 10min 后冷却成型，制得耐老化聚乳酸木塑复合材料。
本发明的有益之处在于：
本发明提供了一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其原料天然，既有良好的生物可降解性，又具有很好的力学性能。
具体实施方式
实施例1：
一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其通过如下方法制备得到：
（1）植物纤维的准备：
按照下列重量份数，取椰子纤维50份，蔗糖渣6份，水曲柳木粉10份，稻壳粉3份混合均匀；
(2)植物纤维酶改性：
按照下列重量份数，取木质素过氧化物酶0.6份，漆酶1份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制备成酶溶液；
将混合植物纤维按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒温38℃处理40min，最后加热到80℃处理50min；
改性后，用清水漂洗干净，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份数配置干燥好了的原料：改性植物纤维60份，聚乳酸100份，纳米碳酸钙0.8份；
将称取的聚乳酸粒料在开炼机上完全熔融后，均匀加入改性植物纤维，混合均匀后，再加入其它所有原料，调整转速为30r/min，然后翻料共混 6min，使原料充分混合均匀；
（4）预压：
将开炼后的共混物趁热预压成 8mm 厚的片材，备用；
（5）热压成型：
将上述预压共混物在平板硫化机上经预热 10min，反复泄压加压放气3min，除去复合材料熔体中的气泡，保压 10min 后冷却成型，制得耐老化聚乳酸木塑复合材料。制得尺寸为180mm×100mm×1mm 的复合材料板材，成型温度为 185℃，压力为 12MPa。
实施例2：
一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其通过如下方法制备得到：
（1）植物纤维的准备：
按照下列重量份数，取椰子纤维60份，蔗糖渣3份，水曲柳木粉10份，稻壳粉3份混合均匀；
(2)植物纤维酶改性：
按照下列重量份数，取木质素过氧化物酶0.9份，漆酶0.5份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制备成酶溶液；
将混合植物纤维按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒温38℃处理60min，最后加热到80℃处理50min；
改性后，用清水漂洗干净，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份数配置干燥好了的原料：改性植物纤维42份，聚乳酸120份，纳米碳酸钙0.8份；
将称取的聚乳酸粒料在开炼机上完全熔融后，均匀加入改性植物纤维，混合均匀后，再加入其它所有原料，调整转速为30r/min，然后翻料共混 5min，使原料充分混合均匀；
（4）预压：
将开炼后的共混物趁热预压成 8mm 厚的片材，备用；
（5）热压成型：
将上述预压共混物在平板硫化机上经预热 10min，反复泄压加压放气3min，除去复合材料熔体中的气泡，保压 10min 后冷却成型，制得耐老化聚乳酸木塑复合材料。制得尺寸为180mm×100mm×1mm 的复合材料板材，成型温度为 185℃，压力为 12MPa。
实施例3：
一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其通过如下方法制备得到：
（1）植物纤维的准备：
按照下列重量份数，取椰子纤维51份，蔗糖渣5份，水曲柳木粉10份，稻壳粉3份混合均匀；
(2)植物纤维酶改性：
按照下列重量份数，取木质素过氧化物酶0.7份，漆酶0.9份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制备成酶溶液；
将混合植物纤维按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒温38℃处理50min，最后加热到80℃处理50min；
改性后，用清水漂洗干净，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份数配置干燥好了的原料：改性植物纤维59份，聚乳酸110份，纳米碳酸钙0.8份；
将称取的聚乳酸粒料在开炼机上完全熔融后，均匀加入改性植物纤维，混合均匀后，再加入其它所有原料，调整转速为30r/min，然后翻料共混 6min，使原料充分混合均匀；
（4）预压：
将开炼后的共混物趁热预压成 8mm 厚的片材，备用；
（5）热压成型：
将上述预压共混物在平板硫化机上经预热 10min，反复泄压加压放气3min，除去复合材料熔体中的气泡，保压 10min 后冷却成型，制得耐老化聚乳酸木塑复合材料。制得尺寸为180mm×100mm×1mm 的复合材料板材，成型温度为 185℃，压力为 12MPa。
实施例4：
一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其通过如下方法制备得到：
（1）植物纤维的准备：
按照下列重量份数，取椰子纤维59份，蔗糖渣4份，水曲柳木粉10份，稻壳粉3份混合均匀；
(2)植物纤维酶改性：
按照下列重量份数，取木质素过氧化物酶0.8份，漆酶0.6份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制备成酶溶液；
将混合植物纤维按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒温38℃处理41min，最后加热到80℃处理50min；
改性后，用清水漂洗干净，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份数配置干燥好了的原料：改性植物纤维43份，聚乳酸105份，纳米碳酸钙0.8份；
将称取的聚乳酸粒料在开炼机上完全熔融后，均匀加入改性植物纤维，混合均匀后，再加入其它所有原料，调整转速为30r/min，然后翻料共混 5min，使原料充分混合均匀；
（4）预压：
将开炼后的共混物趁热预压成 8mm 厚的片材，备用；
（5）热压成型：
将上述预压共混物在平板硫化机上经预热 10min，反复泄压加压放气3min，除去复合材料熔体中的气泡，保压 10min 后冷却成型，制得耐老化聚乳酸木塑复合材料。制得尺寸为180mm×100mm×1mm 的复合材料板材，成型温度为 185℃，压力为 12MPa。
实施例5：
一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其通过如下方法制备得到：
（1）植物纤维的准备：
按照下列重量份数，取椰子纤维55份，蔗糖渣6份，水曲柳木粉10份，稻壳粉3份混合均匀；
(2)植物纤维酶改性：
按照下列重量份数，取木质素过氧化物酶0.6份，漆酶0.8份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制备成酶溶液；
将混合植物纤维按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒温38℃处理59min，最后加热到80℃处理50min；
改性后，用清水漂洗干净，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份数配置干燥好了的原料：改性植物纤维50份，聚乳酸115份，纳米碳酸钙0.8份；
将称取的聚乳酸粒料在开炼机上完全熔融后，均匀加入改性植物纤维，混合均匀后，再加入其它所有原料，调整转速为30r/min，然后翻料共混 6min，使原料充分混合均匀；
（4）预压：
将开炼后的共混物趁热预压成 8mm 厚的片材，备用；
（5）热压成型：
将上述预压共混物在平板硫化机上经预热 10min，反复泄压加压放气3min，除去复合材料熔体中的气泡，保压 10min 后冷却成型，制得耐老化聚乳酸木塑复合材料。制得尺寸为180mm×100mm×1mm 的复合材料板材，成型温度为 185℃，压力为 12MPa。
实施例6：效果测评
依据标准GB/T1040.2-2006将依照上述制备的的复合材料板材制成标准拉伸试样，并依据上述标准在台式电子万能材料实验机上测试复合材料自然土埋降解前后的拉伸性能，拉伸速率为 2mm/min。
对实施例1-5制备得到的改性聚乳酸塑料按照此标准进行性能的测试，结果如表1所示：
表1
由此可见，本发明提供了一种高韧性聚乳酸木塑复合材料，其原料天然，既有良好的生物可降解性，又具有很好的力学性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高韧性聚乳酸木塑复合材料的制备方法，其步骤如下：
（1）植物纤维的准备：
取椰子纤维，蔗糖渣，水曲柳木粉，稻壳粉混合均匀；
(2)植物纤维酶改性：
按照下列重量份数，取木质素过氧化物酶0.6-0.9份，漆酶0.5-1份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制备成酶溶液；
将混合植物纤维按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒温38℃处理40-60min，最后加热到80℃处理50min；
改性后，用清水漂洗干净，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份数配置干燥好了的原料：改性植物纤维42-60份，聚乳酸100-120份，纳米碳酸钙0.8份；
将称取的聚乳酸粒料在开炼机上完全熔融后，均匀加入改性植物纤维，混合均匀后，再加入其它所有原料，调整转速为30r/min，然后翻料共混 5-6min，使原料充分混合均匀；
（4）预压：
将开炼后的共混物趁热预压成 8mm 厚的片材，备用；
（5）热压成型：
将上述预压共混物在平板硫化机上经预热 10min，反复泄压加压放气3min，除去复合材料熔体中的气泡，保压 10min 后冷却成型，制得耐老化聚乳酸木塑复合材料。
2.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述步骤（1）为：按照下列重量份数，取椰子纤维50-60份，蔗糖渣3-6份，水曲柳木粉10份，稻壳粉3份混合均匀。
3.权利要求1或2所述的制备方法得到的高韧性聚乳酸木塑复合材料。
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