本發明涉及生物材料領域,尤其涉及生物基復合材料及其制備方法、應用。
背景技術:
自20世紀至今,塑料材料高速地迅猛發展,而其原料基礎是建立在豐富的石油化工產品的基礎之上的,但石油是一種不可再生的資源,其蘊藏量是有限的,這迫使人們需要去關注可再生資源的開發和利用。據美國信息能源署的預測,到2025年,世界石油資源的貯量(包括未探明貯量)為29468億桶。如果按2003年世界石油消耗量為0.8億桶/天,2030年消耗量增加到1.18億桶/天估算,目前探明的石油資源僅可再用30多年。
再者,因為過去幾十年的過渡生產和消費的粗曠型經濟發展模式的原因,導致水、空氣、溫室效應這些問題引致生態環境嚴重破壞和環境問題日漸嚴重,在歐洲,很多國家都曾經經歷過或正在經歷著垃圾圍城這危機的困撓,并且我國目前一部分大中城市也正在面這樣的困境。走集約型經濟發展,珍惜資源,利用好資源的是我國一條必走之路。塑料具有化學穩定性的特點,這使得塑料在自然界幾乎不會降解,因此塑料垃圾只會越來越多,導致棄于環境中的塑料廢棄物持續增加,造成十分嚴重的白色污染。對于塑料本身來說它是無毒的,但是在塑料制品里面,一般都有加入各種添加劑,而這些添加劑則對人對生物體有毒性,對土壤和大氣環境皆有危害。以我國為例子,現今我國城市生活垃圾總清運量1.4億噸/年。統計的668個城市中,平均生活垃圾的塑料含量大約為5-10%,而城市的塑料含量就會更驚人了,其中如天津甚至超過了20%,在全國每年的填埋焚燒垃圾里面,即使只算塑料占5%,也將高達700萬噸/年,因此塑料造成的白色污染是十分嚴重的,對環境的危害也是相當大的。在2006年9月國家環??偩趾蛧医y計局聯合發布的《中國綠色國民經濟核算研究報告(2004)》中,2004年我國因環境污染而造成的經濟損失為5118億元,這占了當年gdp的3.05%。虛擬治理成本(指的是目前排放到環境中的污染物,按照現在的治理技術和水平全部進行治理所需要的支出)是2874億元,這占當年gdp的1.08%,但這實際上僅僅只是實際資源環境成本的一部分。從這可見,減少污染、愛護環境是國民經濟發展面臨的重要任務,開發有助于保護環境的新材料,是材料科學領域發展的優先選擇。
生物質是指植物、動物以及微生物等生命體組成的物質。生物質纖維/塑料復合材料是指生物質中的植物纖維,包括各種植物以及其加工剩余物、被使用過的木質廢舊物和秸稈等,然后與塑料通過不同加工方法所形成的復合材料。出現得最早的生物基復合材料是1907年leohbend博士利用熱固性塑料酚醛樹脂與木粉復合制備的復合材料,它主要應用于房屋及存儲用建筑材料。但是這種復合材料因為木粉和塑料之間的相容性不好,在當時并沒有得到大規模使用,一直到20世紀70年代才開始發展起來,現在如園林景觀、家具、建筑、包裝運輸等方面都有應用。
近年來,伴隨原料生產和制品加工技術的進步,可降解塑料特別是生物可降解塑料再一次受到關注。開發生物基完全可生物降解塑料是緩解目前因為塑料制品帶來的嚴重的環境污染問題,并可使塑料行業擺脫它對石油資源的依賴,真正實現減少塑料垃圾、保護生態的平衡并開辟新塑料原料的重要途徑。
推廣使用生物基復合材料有助于降低對石油類不可再生資源的需求,能夠實現環境和資源的可持續發展。因此,生物基復合材料的需求一直呈現增長的趨勢。有文獻預測,全球對于生物基復合材料的需求有望在2020年達到300萬t的規模。從上世紀開始,國內外的研究者對生物基復合材料開展了多方面的研究。近年來,作為生物基復合材料原料的天然纖維的界面改性成為一個重要的研究方向。進行這一方向研究的原因在于,作為生物基復合材料原料的天然纖維成分為各類纖維素、半纖維素、木質素、丹寧等天然多糖,表面是親水的;而生物基復合材料另外一大類原料為有機合成高分子樹脂,是表面疏水的;兩者的表面性能差異巨大,界面吸附作用弱,不利于形成復合材料。故利用這兩類原料生產復合材料,必須提高其界面之間的相互作用,從而改善得到的復合材料的性能。
技術實現要素:
為了解決上述技術問題,本發明的第一個方面提供了生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
載體樹脂100份;
淀粉1~30份;
纖維素1~80份。
作為本發明一種優選的技術方案,所述載體樹脂選自:聚乙烯、聚丙烯、馬來酸酐改性聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈——丁二烯─苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯中的任意一種或幾種的混合。
作為本發明一種優選的技術方案,所述淀粉選自:玉米淀粉、土豆淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、綠豆淀粉、豌豆淀粉、大米淀粉、糯米淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、紫薯淀粉、紅豆淀粉、山藥淀粉中的任意一種或幾種的混合。
作為本發明一種優選的技術方案,所述纖維素選自:蘆葦纖維、玉米纖維、高粱纖維、稻草纖維、麥草纖維、竹纖維、黃麻纖維、紅麻纖維、亞麻纖維、劍麻纖維、大麻纖維、椰殼纖維、苧麻纖維、馬尼拉麻纖維、甘蔗渣纖維、獼猴桃纖維、亞麻纖維、黃麻纖維、紅麻纖維、棕櫚纖維中的任意一種或幾種的混合。
作為本發明一種優選的技術方案,所述纖維素為:在乙醇中超聲處理30min的纖維素。
作為本發明一種優選的技術方案,所述生物基復合材料還包括助劑,所述助劑選自:增塑劑、分散劑、增白劑、插層改性劑、抗氧劑、穩定劑、相容劑、填料、紫外吸收劑、抗菌劑中的任意一種或幾種的混合。
作為本發明一種優選的技術方案,所述增塑劑為:環糊精/聚乙二醇復合物。
作為本發明一種優選的技術方案,所述填料為:所述填料為氧化石墨烯-納米二氧化硅復合物。
本發明的第二個方面提供了生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌30~60min。
本發明的第三個方面提供了生物基復合材料在塑料、建筑、家居、交通、公共設施領域中的應用。
參考以下詳細說明更易于理解本申請的上述以及其他特征、方面和優點。
具體實施方式
參選以下本發明的優選實施方法的詳述以及包括的實施例可更容易地理解本公開內容。在以下說明書和權利要求書中會提及大量術語,這些術語被定義為具有以下含義。
如本文所用術語“由…制備”與“包含”同義。本文中所用的術語“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它變形,意在覆蓋非排它性的包括。例如,包含所列要素的組合物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素,而是可以包括未明確列出的其它要素或此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。“任選的”或者“任選地”是指其后描述的事項或事件可以發生或不發生,而且該描述包括事件發生的情形和事件不發生的情形。
當量、濃度、或者其它值或參數以范圍、優選范圍、或一系列上限優選值和下限優選值限定的范圍表示時,這應當被理解為具體公開了由任何范圍上限或優選值與任何范圍下限或優選值的任一配對所形成的所有范圍,而不論該范圍是否單獨公開了。例如,當公開了范圍“1至5”時,所描述的范圍應被解釋為包括范圍“1至4”、“1至3”、“1~2”、“1~2和4~5”、“1~3和5”等。當數值范圍在本文中被描述時,除非另外說明,否則該范圍意圖包括其端值和在該范圍內的所有整數和分數。
為了解決上述技術問題,本發明的第一個方面提供了生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
載體樹脂100份;
淀粉1~30份;
纖維素1~80份。
載體樹脂
本申請中,所述的載體樹脂并沒有特別的限制可以列舉的有:聚乙烯、聚丙烯、馬來酸酐改性聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈——丁二烯─苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯等。
在一種優選的實施方式中,所述載體樹脂選自:聚乙烯、聚丙烯、馬來酸酐改性聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈——丁二烯─苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯中的任意一種或幾種的混合。
在一種最優選的實施方式中,所述載體樹脂選自:馬來酸酐改性聚丙烯。
術語“馬來酸酐改性聚丙烯”,是指馬來酸酐接枝改性聚丙烯。
本申請中的“馬來酸酐改性聚丙烯”為市售獲得,所述馬來酸酐改性聚丙烯購于美國杜邦,產品牌號為:p613。
本申請人經過大量的實驗研究發現,使用馬來酸酐改性聚丙烯可以與淀粉、纖維素有非常好的結合效果,及時在整個體系中不加入分散劑和增塑劑,也能夠達到較好的拉伸強度和彎曲強度。
淀粉
本申請中,所述的淀粉并沒有特別的限制可以列舉的有:玉米淀粉、土豆淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、綠豆淀粉、豌豆淀粉、米淀粉、糯米淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、紫薯淀粉、紅豆淀粉、山藥淀粉等。
在一種優選的實施方式中,所述淀粉選自:玉米淀粉、土豆淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、綠豆淀粉、豌豆淀粉、米淀粉、糯米淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、紫薯淀粉、紅豆淀粉、山藥淀粉中的任意一種或幾種的混合。
纖維素
本申請中,所述的纖維素并沒有特別的限制可以列舉的有:蘆葦纖維、玉米纖維、高粱纖維、稻草纖維、麥草纖維、竹纖維、黃麻纖維、紅麻纖維、亞麻纖維、劍麻纖維、大麻纖維、椰殼纖維、苧麻纖維、馬尼拉麻纖維、甘蔗渣纖維、獼猴桃纖維、亞麻纖維、黃麻纖維、紅麻纖維、棕櫚纖維等。
在一種優選的實施方式中,所述纖維素選自:玉米淀粉、土豆淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、綠豆淀粉、豌豆淀粉、大米淀粉、糯米淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、紫薯淀粉、紅豆淀粉、山藥淀粉中的任意一種或幾種的混合。
助劑
在一種優選的實施方式中,所述生物基復合材料還包括助劑,所述助劑選自:增塑劑、分散劑、增白劑、插層改性劑、抗氧劑、穩定劑、相容劑、填料、紫外吸收劑、抗菌劑中的任意一種或幾種的混合。
所述增塑劑可以列舉的有:鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、對苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、癸二酸二辛酯、檸檬酸三乙基酯、檸檬酸三丁基酯、乙酰檸檬酸三乙基酯、乙酰檸檬酸三丁基酯、乙酰檸檬酸三-2-乙基己基酯、乙酰檸檬酸正辛基癸基酯、檸檬酸二硬脂基酯、檸檬酸三硬脂基酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯、三乙二醇二苯甲酸酯等。
在一種優選的實施方式中,所述增塑劑為:環糊精/聚乙二醇復合物。
術語“環糊精/聚乙二醇復合物”是指環糊精與聚乙二醇以自組裝的形式合成類似分子項鏈的復合物。
所述環糊精/聚乙二醇復合物的制備方法如下:
在60℃下,將一定量的環糊精溶于水中,制得環糊精的飽和水溶液,向環糊精的飽和水溶液中,按照環糊精與聚乙二醇摩爾比的組成加入一定量的聚乙二醇,并機械攪拌1h,室溫下,靜置24h,出現沉淀物。將沉淀物抽真空過濾,洗滌,30℃真空干燥至恒重。環糊精與聚乙二醇的摩爾比為:1:1。
本申請人發現,加入環糊精/聚乙二醇復合物不僅能夠起到增塑的作用,還可以增加其耐高溫性能,及時在熱水中長期浸泡,也不會破壞其結構。
所述抗氧劑可以列舉的有:酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、含硫酯類抗氧劑中的至少一種。
酚類抗氧劑可以列舉:1-羥基-3-甲基-4-異丙基苯、2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,6-二叔丁基對甲酚、2,6-二叔丁基-4-正丁基苯酚、4-羥甲基-2,6-二叔丁基苯酚、叔丁基羥基茴香醚、2-(1-甲基環己基)-4,6-二甲基苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2-甲基-4,6-二壬基苯酚、2,6-二叔丁基-α-二甲氨基-對甲酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、6-(4-羥基-3,5-二叔丁基苯胺基)-2,4-雙(辛基硫代)-1,3,5-三嗪、4,6-雙(4-羥基-3,5-二叔丁基苯氧基)-2-正辛基硫代-1,3,5-三嗪、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯、β-(4—羥基—3,5—二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、苯乙烯化苯酚、4,4′-二羥基聯苯、丁基化辛基化苯酚、丁基化苯乙烯化甲酚、2,2′-甲撐雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或2,2′-甲撐雙(6-叔丁基-4-甲酚)、2,2′-甲撐雙(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2′-甲撐雙(4-甲基-6-環己基苯酚)、4,4′-甲撐雙(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2′-甲撐雙(6-α-甲基芐基對甲酚)、1,1-雙(4-羥基苯)環己烷、2,2′-甲撐雙〔4-甲基-6-(α-甲基環己基)苯酚〕或2,2′-二羥基-3,3′-二(α-甲基環己基)-5,5′-二甲基二苯基甲烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯基)丁烷、四〔3-(3′5′-二叔丁基-4′-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、4,4′-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或4,4′-硫代雙(6-叔丁基間甲酚)、4,4′-硫代雙(2-甲基-6-叔丁基苯酚)或4,4′-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚)、2,2′-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、己二醇雙〔β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、2,2′-硫代雙〔3,-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯〕、n,n′-六甲撐雙(3,5-二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺)、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基)1,3,5—三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)均三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)三酮或異氰脲酸三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基酯)、異氰脲酸三[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰氧基乙酯]、雙[3,3-雙(3′-叔丁基-4′-羥基苯基)丁酸]乙二醇酯、1,1′-硫代雙(2-萘酚)、雙(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)硫醚、2,5-二叔丁基對苯二酚、2,5-二叔戊基對苯二酚、3,5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二(十八)酯、3,5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯、三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯、對苯二酚二芐醚中的一種。
亞磷酸酯類抗氧劑可以列舉:亞磷酸三苯酯、亞磷酸三(壬基苯酯)、亞磷酸三異辛酯、亞磷酸三異癸酯、亞磷酸苯二異癸酯、三硫代亞磷酸三月桂酯、亞磷酸三月桂酯、亞磷酸三(十八酯)、二亞磷酸季戊四醇二異癸酯、二亞磷酸季戊四醇二硬脂醇酯、4,4′-丁叉雙〔亞磷酸(3-甲基-6-叔丁基苯基)二(十三烷基)酯〕、亞磷酸二苯異辛酯、亞磷酸苯二異辛酯、亞磷酸二苯辛酯、亞磷酸二苯異癸酯、亞磷酸二辛酯、亞磷酸二月桂酯、亞磷酸二甲酯、亞磷酸二油醇酯、亞磷酸二癸酯、亞磷酸二丁酯、亞磷酸雙十三酯、亞磷酸雙十四酯、亞磷酸三乙酯、亞磷酸三丁酯、亞磷酸三異丙酯、亞磷酸三辛酯或亞磷酸三(2-乙基己酯)、亞磷酸-苯雙(壬基苯)酯、亞磷酸二苯壬基苯酯、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的一種。
含硫酯類抗氧劑可以列舉:硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫代二丙酸二(十八酯)、β,β′-硫代二丁酸二(十八)酯、硫代二丙酸月桂十八酯、硫代二丙酸二(十三)酯、硫代二丙酸二(十四)酯中等。
所述紫外線吸收劑可以列舉的有:2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-辛基苯基)苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3,5-二叔戊基-2-羥基苯基)苯并三唑等苯并三唑系紫外線吸收劑;2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛基氧基二苯甲酮等二苯甲酮系紫外線吸收劑;2-[4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛基氧基)苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(己基氧基)苯酚等三嗪系紫外線吸收劑;水楊酸對叔丁基苯酯、水楊酸苯酯等水楊酸酯系紫外線吸收劑等。
所述抗菌劑可以列舉的有:銀離子類抗菌劑、氧化鋅、氧化銅、磷酸二氫銨、碳酸鋰、?;桨奉?、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、雙呱類、酚類甲酸、山梨酸、有機碘、腈、硫氰、銅劑、三鹵化烯丙基化合物、有機氮硫化合物、甲殼素、芥末、蓖麻油、山葵等。
所述填料可以列舉的有:二氧化硅、氧化鋁、高嶺石、硅灰石、云母、滑石、粘土、絹云母、碳酸鎂、硫酸鎂、氧化鈣、碳化硅、三硫化銻、硫化錫、硫化銅、硫化鐵、硫化鉍、硫化鋅、金屬粉末、玻璃粉末、玻璃鱗片、蒙脫土、玻璃微珠、玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維、石墨纖維、二氧化硅纖維、二氧化硅·氧化鋁纖維、氧化鋁纖維、氧化鋯纖維、氮化硼纖維、氮化硅纖維、硼纖維、鈦酸鉀晶須、硼酸鋁晶須、鎂系晶須、硅系晶須等。
在一種優選的實施方式中,所述填料為氧化石墨烯-納米二氧化硅復合物。
在一種優選的實施方式中,所述氧化石墨烯-納米二氧化硅復合物的制備方法為:
(1)將0.1g氧化石墨烯粉末置于100ml乙醇中,超聲處理30min,得到的氧化石墨烯懸浮液;
(2)取步驟(1)中的氧化石墨烯懸浮液,加入0.2gγ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷,于氮氣環境下,60℃反應10h,得到功能化氧化石墨烯;
(3)將1g納米二氧化硅粉體置于100ml乙醇中,超聲處理20min,得到的納米二氧化硅懸浮液;
(4)取步驟(3)中的納米二氧化硅懸浮液,加入1gγ-氨丙基三乙氧基硅烷,于70℃下反應10h,得到氨基化納米二氧化硅。
(5)將步驟(2)得到的功能化氧化石墨烯與步驟(4)氨基化納米二氧化硅懸浮液500r/min高速攪拌混合,自然沉降,采用乙醇和水分別洗滌3次,得到氧化石墨烯-納米二氧化硅復合物。
本申請人經過大量的實驗發現,加入特殊結構的填料,氧化石墨烯-納米二氧化硅復合物,既可以增加復合材料的拉伸強度和彎曲強度,還可以增加復合材料的耐油性能,使得復合材料具有很好的耐油性能,增加其應用范圍。
本發明的第三個方面提供了生物基復合材料在塑料、建筑、家居、交通、公共設施領域中的應用。
所述的家居用品可以列舉的有:餐具(筷子、勺子、碗、水果盤、水杯、飯盒、保鮮盒、盆等)、廢紙簍、垃圾盒、洗浴盒、案板等。
下面通過實施例對本發明進行具體描述。有必要在此指出的是,以下實施例只用于對本發明作進一步說明,不能理解為對本發明保護范圍的限制,該領域的專業技術人員根據上述本發明的內容做出的一些非本質的改進和調整,仍屬于本發明的保護范圍。
另外,如果沒有其它說明,所用原料都是市售得到的。
實施例1:
本實施例1提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
載體樹脂100份;
淀粉1份;
纖維素80份。
所述載體樹脂為聚丙烯;
所述淀粉為玉米淀粉;
所述纖維素為亞麻纖維;
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌30min。
實施例2:
本實施例2提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
載體樹脂100份;
淀粉30份;
纖維素1份。
所述載體樹脂為聚丙烯;
所述淀粉為玉米淀粉;
所述纖維素為甘蔗渣纖維;
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌30min。
實施例3:
本實施例3提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
載體樹脂100份;
淀粉20份;
纖維素50份。
所述載體樹脂為聚丙烯;
所述淀粉為玉米淀粉;
所述纖維素為玉米纖維;
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌30min。
實施例4:
本實施例4提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
載體樹脂100份;
淀粉20份;
纖維素50份。
所述載體樹脂為聚乙烯;
所述淀粉為甘薯淀粉;
所述纖維素為亞麻纖維;
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌30min。
實施例5:
本實施例5提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
載體樹脂100份;
淀粉20份;
纖維素50份。
所述載體樹脂為馬來酸酐改性聚丙烯;
所述淀粉為玉米淀粉;
所述纖維素為椰殼纖維;
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌40min。
實施例6:
本實施例6提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
載體樹脂100份;
淀粉20份;
纖維素50份。
所述載體樹脂為聚乙烯;
所述淀粉為甘薯淀粉;
所述纖維素為亞麻纖維;
所述的亞麻纖維在乙醇中超聲處理30min的纖維素。
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌60min。
實施例7:
本實施例7提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
所述載體樹脂為聚乙烯;
所述淀粉為甘薯淀粉;
所述纖維素為亞麻纖維;
所述的亞麻纖維在乙醇中超聲處理30min的纖維素。
所述增塑劑為檸檬酸三乙基酯;
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌60min。
實施例8:
本實施例8提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
所述載體樹脂為聚乙烯;
所述淀粉為甘薯淀粉;
所述纖維素為亞麻纖維;
所述的亞麻纖維在乙醇中超聲處理30min的纖維素。
所述增塑劑為環糊精/聚乙二醇復合物;
所述環糊精/聚乙二醇復合物的制備方法為:在60℃下,將一定量的β-環糊精溶于水中,制得環糊精的飽和水溶液,向環糊精的飽和水溶液中,按照β-環糊精與聚乙二醇摩爾比的組成加入一定量的聚乙二醇,并機械攪拌1h,室溫下,靜置24h,出現沉淀物。將沉淀物抽真空過濾,洗滌,30℃真空干燥至恒重。環糊精與聚乙二醇的摩爾比為:1:1,所述聚乙二醇為聚乙二醇400。
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌60min。
實施例9:
本實施例9提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
所述載體樹脂為聚乙烯;
所述淀粉為甘薯淀粉;
所述纖維素為亞麻纖維;
所述的亞麻纖維在乙醇中超聲處理30min的纖維素。
所述增塑劑為環糊精/聚乙二醇復合物;
所述環糊精/聚乙二醇復合物的制備方法為:在60℃下,將一定量的β-環糊精溶于水中,制得環糊精的飽和水溶液,向環糊精的飽和水溶液中,按照β-環糊精與聚乙二醇摩爾比的組成加入一定量的聚乙二醇,并機械攪拌1h,室溫下,靜置24h,出現沉淀物。將沉淀物抽真空過濾,洗滌,30℃真空干燥至恒重。環糊精與聚乙二醇的摩爾比為:1:1,所述聚乙二醇為聚乙二醇400。
所述填料為納米二氧化硅;所述納米二氧化硅為贏創德固賽氣相法白炭黑a200;
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌60min。
實施例10:
本實施例10提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
所述載體樹脂為聚乙烯;
所述淀粉為甘薯淀粉;
所述纖維素為亞麻纖維;
所述的亞麻纖維在乙醇中超聲處理30min的纖維素。
所述增塑劑為環糊精/聚乙二醇復合物;
所述環糊精/聚乙二醇復合物的制備方法為:在60℃下,將一定量的β-環糊精溶于水中,制得環糊精的飽和水溶液,向環糊精的飽和水溶液中,按照β-環糊精與聚乙二醇摩爾比的組成加入一定量的聚乙二醇,并機械攪拌1h,室溫下,靜置24h,出現沉淀物。將沉淀物抽真空過濾,洗滌,30℃真空干燥至恒重。環糊精與聚乙二醇的摩爾比為:1:1,所述聚乙二醇為聚乙二醇400。
所述填料為氧化石墨烯;所述氧化石墨烯購于蘇州恒球石墨烯有限公司;
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌60min。
實施例11:
本實施例11提供了一種生物基復合材料,至少包括以下原料,以重量份計,
所述載體樹脂為聚乙烯;
所述淀粉為甘薯淀粉;
所述纖維素為亞麻纖維;
所述的亞麻纖維在乙醇中超聲處理30min的纖維素。
所述增塑劑為環糊精/聚乙二醇復合物;
所述環糊精/聚乙二醇復合物的制備方法為:在60℃下,將一定量的β-環糊精溶于水中,制得環糊精的飽和水溶液,向環糊精的飽和水溶液中,按照β-環糊精與聚乙二醇摩爾比的組成加入一定量的聚乙二醇,并機械攪拌1h,室溫下,靜置24h,出現沉淀物。將沉淀物抽真空過濾,洗滌,30℃真空干燥至恒重。環糊精與聚乙二醇的摩爾比為:1:1,所述聚乙二醇為聚乙二醇400。
所述填料為氧化石墨烯-納米二氧化硅復合物;
所述氧化石墨烯-納米二氧化硅復合物的制備方法為:
(1)將0.1g氧化石墨烯粉末置于100ml乙醇中,超聲處理30min,得到的氧化石墨烯懸浮液;
(2)取步驟(1)中的氧化石墨烯懸浮液,加入0.2gγ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷,于氮氣環境下,60℃反應10h,得到功能化氧化石墨烯;
(3)將1g納米二氧化硅粉體置于100ml乙醇中,超聲處理20min,得到的納米二氧化硅懸浮液;
(4)取步驟(3)中的納米二氧化硅懸浮液,加入1gγ-氨丙基三乙氧基硅烷,于70℃下反應10h,得到氨基化納米二氧化硅。
(5)將步驟(2)得到的功能化氧化石墨烯與步驟(4)氨基化納米二氧化硅懸浮液500r/min高速攪拌混合,自然沉降,采用乙醇和水分別洗滌3次,得到氧化石墨烯-納米二氧化硅復合物。
所述生物基復合材料的制備方法,至少包括以下步驟:
將原料放入高速混料機中進行混合,在30℃下攪拌60min。
對比例1:
本發明的對比例1同實施例11,不同點在于,所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯。
測試方法:
1、將實施例1~11得到的生物基復合材料照gb/t1040.1-2006標準測試拉伸性能,拉伸速率10mm/min;彎曲性能:按gb/t9341-2008標準測試,彎曲速率10mm/min;
2、耐高溫性能:將實施例1~11得到的產品切割成長10厘米,寬5厘米,高1厘米的產品,在200℃下放置100h,無軟化和變形現象,則為合格,有任何軟化和變形則為不合格。
3、耐油性能:將實施例1~11得到的產品切割成長10厘米,寬5厘米,高1厘米的產品,將產品涂覆一層橄欖油,并放置24h,再將產品置于100℃的熱水中浸泡0.5h,觀察表面的是否有油漬,無油漬則為合格,有任何油漬則為不合格。
4、水平垂直燃燒按照ul94水平垂直燃燒法進行測試。
表1表征測試
前述的實例僅是說明性的,用于解釋本公開的特征的一些特征。所附的權利要求旨在要求可以設想的盡可能廣的范圍,且本文所呈現的實施例僅是根據所有可能的實施例的組合的選擇的實施方式的說明。因此,申請人的用意是所附的權利要求不被說明本發明的特征的示例的選擇限制。而且在科技上的進步將形成由于語言表達的不準確的原因而未被目前考慮的可能的等同物或子替換,且這些變化也應在可能的情況下被解釋為被所附的權利要求覆蓋。