可生物降解复合材料的制备方法与流程

    专利2022-07-08  104


    本发明涉及环境可降解复合材料技术领域,特别是关于一种可生物降解复合材料的制备方法。



    背景技术:

    随着工业的现代化发展,极大的物质资源在丰富人们的生活的同时,产生了诸如建筑废料、电子产品废料、化工废料以及通常意义上的白色污染,上述废料中处理铜铁锌铝等金属以及纸张等少数物品可回收之外,其余的垃圾废料大多以填埋、焚烧等方式处理掉了,处理过程中又无可避免的浪费了部分资源以及产生了对水源、空气等的污染。其中占比巨大的塑料类包装材料对环境的污染尤甚,其焚烧对环境污染巨大,而填埋则需要极其漫长的时期才能降解,2020年1月19日,国家发展改革委、生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,与以往相比,此次“最严限塑令”不再只针对塑料购物袋,而是要在2020年、2022年和2025年分阶段禁止13类塑料制品,范围也远远超过以往,因此发展可取代塑料包装袋类的可降解包装材料具有较大的前景。

    例如现有技术有公布号为cn107245231a的中国发明专利公开了一种植物纤维增强聚乳酸复合材料及其制备方法,按重量份计,所述复合材料包含以下组分:剑麻纤维12~26份、木棉纤维8~16份、亚麻纤维5~19份、洋麻纤维6~18份、棉花纤维2~7份、棕榈纤维3~11份、竹纤维2~13份、椰壳纤维3~9份、二氧化硅3~14份、聚乳酸22~45份。该发明所述植物纤维增强可生物降解复合材料植物纤维与聚乳酸之间的界面性能良好,且其还具有良好的拉伸强度,然而其冲击强度和断裂伸长率均无法满足需求,而且其对保温隔热性能以及抗菌性能无任何贡献。

    以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本专利申请的现有技术,在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下,上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。



    技术实现要素:

    (一)要解决的技术问题

    为解决背景技术中的至少一种技术问题,本申请提供一种可生物降解复合材料的制备方法,以农业废弃物为原材料,成本低廉,使用后可被自然完全的生物降解,不会造成环境的污染,经过优化改性,复合材料具有优异的抑菌效果和耐候性。

    (二)技术方案

    为解决上述技术问题或未实现上述技术目的,本发明提供如下技术方案。

    [1]一种环硫硅烷偶联剂在强化可生物降解复合材料抑菌作用中的应用,所述环硫硅烷偶联剂具有如式(1)所示的结构式,

    前述所述应用中,所述可生物降解复合材料中包含植物纤维。

    前述所述应用中,所述植物纤维是100~400目的植物纤维粉料,其原材料来自于稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、辣椒杆或棉花秆至少一种的农作物秸秆和/或秆茎。

    前述所述应用中,所述环硫硅烷偶联剂对所述植物纤维进行改性以强化所述可生物降解复合材料的抑菌作用。

    前述所述应用中,所述可生物降解复合材料是以所述环硫硅烷偶联剂对所述植物纤维进行改性并接枝聚乳酸制备得到。

    本申请发明人在制备植物接枝聚乳酸可降解复合材料时,发现以环硫硅烷偶联剂取代普通硅烷偶联剂对植物纤维进行改性,即便不利用适宜的棉、麻、竹及香蕉纤维而改用农作物废弃物稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、辣椒杆或棉花秆,以改性后的植物纤维接枝聚乳酸制备得到可生物降解复合材料,所得复合材料依然具有优异的力学强度,还具有非常优异的抑菌性能,以该复合材料制得的食品包装材料抑菌效果优异,保鲜力度强,可延长食品的保质期,而且其抑菌长效期可与食品包装材料使用寿命同步,使用后可被自然完全的生物降解,不会造成环境的污染。

    [2]可生物降解复合材料的制备方法,包括:

    s110、植物纤维原材料清洗干净烘干,粉碎至过100~400目筛得植物纤维粉料,30~35℃温度下以1~5%的氢氧化钠溶液浸泡至少5h,过滤后洗涤至洗液中性并烘干得预处理植物纤维;

    s120、预处理植物纤维加入至足量的50~90%乙醇溶液中,边搅拌边加热至40~60℃使其分散均匀,再加入预处理植物纤维重量0.1~3%的式(1)所示环硫硅烷偶联剂,升温至75~85℃回流反应至少1h,过滤、洗涤、烘干得改性植物纤维;

    s130、改性植物纤维以丙酮超声分散并洗涤,然后加入甲苯,分散均匀得改性植物纤维的甲苯分散液,加入适量丙交酯,搅拌均匀后加入丙交酯重量2~5%的催化剂,升温至80~100℃,氮气气氛下搅拌反应至少2h,产物倒入冷乙醇中收集沉淀,加入氯仿后高速离心除去上清,即得可生物降解复合材料。

    前述所述方法还具有下述至少一种限定因素:

    1)步骤s110中,植物纤维原材料来自于稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、辣椒杆或棉花秆至少一种的农作物秸秆和/或秆茎;

    2)步骤s120中,搅拌的速率是120~600r/min;

    3)步骤s120中,洗涤意指以水洗涤至洗液呈中性;

    4)步骤s120中,烘干意指在40~60℃温度下烘干至恒重;

    5)步骤s130中,甲苯分散液中改性植物纤维的含量不高于20%;

    6)步骤s130中,丙交酯的添加量是植物纤维重量的1.5~4倍;

    7)步骤s130中,催化剂是重量比是2~1:1的辛酸亚锡与二月桂酸二丁基锡的混合催化剂;

    8)步骤s130中,升温的速率是3~10℃/min;

    9)步骤s130中,搅拌反应的搅拌速率是300~900r/min;

    10)步骤s130中,高速离心的离心转速不低于12000r/min,离心时间不低于10min。

    本发明方法中首先碱洗植物纤维表面使其粗糙度增加,为进一步的环硫硅烷偶联剂改性及与树脂的结合提供基础条件,而且经过碱洗助于植物纤维溶胀,利于提升终产物复合材料的冲击性能,然后将植物纤维以环硫硅烷偶联剂改性赋予其优异的抑菌性能,环硫硅烷偶联剂改性的植物纤维与聚乳酸的相容性良好,终产物可生物降解复合材料的拉伸强度、冲击强度及断裂伸长率较高,复合材料成本低廉,以农业废弃物作为原材料,廉价环保,可完全的生物降解,对环境无害,易于规模化生产。

    作为对本申请的进一步优化,前述步骤s120中,以环硫硅烷偶联剂对预处理植物纤维进行改性时还添加有预处理植物纤维重量0.05~1.0%的氟硅烷偶联剂。

    作为对本申请的进一步优化,所述氟硅烷偶联剂是十三氟辛基三甲氧基硅烷和/或十三氟辛基三乙氧基硅烷。

    本申请同时以环硫硅烷偶联剂与氟硅烷偶联剂对碱洗植物纤维表面进行处理,可能使得改性植物纤维与聚乳酸基体的相容性进一步提高,不但达到了提高复合材料力学性能的目的,而且进一步的实验研究发现,以该复合材料的耐候性得以显著的提高,应用过程中其抑菌性未见明显下降,大大延长了复合材料的使用寿命。

    [3]前述项[2]所述方法制备得到的可生物降解复合材料。

    [4]可生物降解复合材料的应用,所述应用包括以所述可生物降解复合材料制备食品包装材料。

    作为对本申请的进一步优化,以所述可生物降解复合材料制备食品包装材料的具体步骤是:将所述可生物降解复合材料加入双螺杆挤出机,经熔融、挤出拉条、冷却、切粒,再将粒子加入压片机压成膜,得到食品包装材料。将本申请所述可生物降解复合材料制备食品包装材料,原材料取自农作物废弃物稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、辣椒杆或棉花秆等,成本低廉,食品包装材料使用后可被自然完全的生物降解,不会造成环境的污染;经环硫硅烷偶联剂取代改性后,以该复合材料制得的食品包装材料抑菌效果优异,保鲜力度强,可延长食品的保质期,而且其抑菌长效期可与食品包装材料使用寿命同步;而以氟硅烷偶联剂对碱洗植物纤维表面进行处理则可显著复合材料的耐候性,应用过程中其抑菌性未见明显下降,大大延长了复合材料的使用寿命。

    前述所述应用还包括:

    1)以可生物降解复合材料制备结构材料;和/或

    2)以可生物降解复合材料制备药品包装材料;和/或

    3)以可生物降解复合材料制备饲料包装材料。

    在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可以相互组合,得到具体实施方式。

    本发明涉及到的原料或试剂均为普通市售产品,涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。

    (三)有益效果

    本发明的上述技术方案具有如下优点:

    1)可生物降解复合材料的原材料取自农作物废弃物稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、辣椒杆或棉花秆等,成本低廉,使用后可被自然完全的生物降解,不会造成环境的污染;

    2)经环硫硅烷偶联剂取代改性后,以该复合材料制得的食品包装材料抑菌效果优异,保鲜力度强,可延长食品的保质期,而且其抑菌长效期可与食品包装材料使用寿命同步;

    3)以氟硅烷偶联剂对碱洗植物纤维表面进行处理则可显著提高复合材料的耐候性,应用过程中其抑菌性未见明显下降,大大延长了复合材料的使用寿命。

    本发明为实现上述目的而采用了上述技术方案,弥补了现有技术的不足,设计合理,操作方便。

    附图说明

    为让本发明的上述和/或其他目的、特征、优点与实例能更明显易懂,所附附图的说明如下:

    图1为本发明所述环硫硅烷偶联剂的结构式示意图;

    图2为本发明所述可生物降解复合材料的制备工艺流程图;

    图3为本发明所得食品包装材料的户外使用期限统计示意图。

    具体实施方式

    本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当替换和/或改动工艺参数实现,然而特别需要指出的是,所有类似的替换和/或改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明所述产品和制备方法已经通过较佳实例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品和制备方法进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。

    除非另有定义,本文所使用的技术和科学术语,具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本发明使用本文中所描述的方法和材料;但本领域中已知的其他合适的方法和材料也可以被使用。本文中所描述的材料、方法和实例仅是说明性的,并不是用来作为限制。所有出版物、专利申请案、专利案、临时申请案、数据库条目及本文中提及的其它参考文献等,其整体被并入本文中作为参考。若有冲突,以本说明书包括定义为准。

    除非另外说明,所有的百分数、份数、比例等都以重量计;另有说明包括但不限于“wt%”意指重量百分比、“mol%”意指摩尔百分比、“vol%”意指体积百分比。

    当以范围、优选范围或一系列上限优选值和下限优选值给出数量、浓度或者其它数值或参数时,应理解其具体公开了由任何较大的范围限值或优选值和任何较小的范围限值或优选值的任何一对数值所形成的所有范围,而无论范围是否分别被公开。例如,当描述“1至5(1~5)”的范围时,所描述的范围应理解为包括“1至4(1~4)”、“1至3(1~3)”、“1至2(1~2)”、“1至2(1~2)和4至5(4~5)”、“1至3(1~3)和5”等的范围。除非另外说明,在本文描述数值范围之处,所述范围意图包括范围端值以及该范围内的所有整数和分数。

    当术语“约”用于描述数值或范围的端点值时,所公开的内容应理解为包括所指的具体值或端值。

    此外,除非明确表示相反含义,“或者(或)”是指包容性的“或者(或)”,而非排它性的“或者(或)”。例如,以下任一条件都适用条件a“或”b:a是真(或存在)并且b是假(或不存在),a是假(或不存在)并且b是真(或存在),以及a和b均为真(或存在)。

    此外,在本发明的要素或组分之前的不定冠词“一”和“一种”意图表示所述要素或组分的出现(即发生)次数没有限制性。因此“一”或“一种”应理解为包括一种或至少一种,除非明确表示数量为单数,否则单数形式的所述要素或组分也包括复数的情况。

    需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

    除非具体说明,本文所描述的材料、方法和实例仅是示例性的,而非限制性的。尽管与本文所述的那些方法和材料类似或等同的方法和材料可用于本发明的实施或测试,但本文仍描述了合适的方法和材料。

    需要说明的是,本申请所述式(1)所示环硫硅烷偶联剂来自于现有技术,例如但不包括由以下述步骤制备得到:

    1)将26.7g硅胶(300~400目)、75ml乙醚和3.3g氟硼酸溶液(含有40%氟硼酸的乙醇溶液)混合并300r/min搅拌3h;待充分混合均匀后,将混合物置于100℃真空烘箱中干燥72h,得到hbf4-sio2;

    2)在1.27g硫氰酸钾中添加适量的水,然后和0.4ghbf4-sio2混合并搅拌均匀,加入2.36gkh560,8±1℃反应0.5h后升温至室温继续反应3.5h,反应完成后以甲苯溶解产物,抽滤,减压蒸馏,得到最终产物即式(1)所示环硫硅烷偶联剂。

    以下详细描述本发明。

    实施例1:一种食品包装材料:

    s110:麦秆清洗干净烘干,粉碎至过200目筛得植物纤维粉料,35℃温度下以2%的氢氧化钠溶液浸泡5h,过滤后洗涤至洗液中性并烘干得预处理植物纤维;

    s120:100g预处理植物纤维加入至500ml80%乙醇溶液中,300r/min搅拌下加热至50℃使其分散均匀,加入1g式(1)所示环硫硅烷偶联剂和0.3g十三氟辛基三甲氧基硅烷,升温至80℃回流反应1h,过滤,以水洗涤至洗液呈中性,55℃下烘干至恒重得改性植物纤维;

    s130:改性植物纤维以丙酮超声分散,离心洗涤三次,然后加入甲苯超声分散,离心洗涤三次,得改性植物纤维含量10%的甲苯分散液,加入160g丙交酯,300r/min搅拌均匀后加入3g辛酸亚锡与1.5g二月桂酸二丁基锡作为催化剂,5℃/min升温至85℃,氮气气氛下以600r/min搅拌反应4h,产物倒入冷乙醇中收集沉淀,加入氯仿,以12000r/min高速离心10min除去上清,即得可生物降解复合材料;

    s140:将所述可生物降解复合材料加入双螺杆挤出机,经熔融、挤出拉条、冷却、切粒,再将粒子加入压片机压成膜,得到食品包装材料。

    实施例2:另一种食品包装材料:

    s110:玉米秸秆清洗干净烘干,粉碎至过200目筛得植物纤维粉料,35℃温度下以5%的氢氧化钠溶液浸泡5h,过滤后洗涤至洗液中性并烘干得预处理植物纤维;

    s120:100g预处理植物纤维加入至500ml75%乙醇溶液中,300r/min搅拌下加热至50℃使其分散均匀,加入0.6g式(1)所示环硫硅烷偶联剂和0.6g十三氟辛基三乙氧基硅烷,升温至82℃回流反应1h,过滤,以水洗涤至洗液呈中性,55℃下烘干至恒重得改性植物纤维;

    s130:改性植物纤维以丙酮超声分散,离心洗涤三次,然后加入甲苯超声分散,离心洗涤三次,得改性植物纤维含量10%的甲苯分散液,加入160g丙交酯,300r/min搅拌均匀后加入4g辛酸亚锡与2g二月桂酸二丁基锡作为催化剂,5℃/min升温至85℃,氮气气氛下以300r/min搅拌反应4h,产物倒入冷乙醇中收集沉淀,加入氯仿,以15000r/min高速离心10min除去上清,即得可生物降解复合材料;

    s140:将所述可生物降解复合材料加入双螺杆挤出机,经熔融、挤出拉条、冷却、切粒,再将粒子加入压片机压成膜,得到食品包装材料。

    实施例3:另一种食品包装材料:

    s110:与实施例1的s110相同;

    s120:100g预处理植物纤维加入至500ml80%乙醇溶液中,300r/min搅拌下加热至50℃使其分散均匀,加入0.6g式(1)所示环硫硅烷偶联剂,升温至80℃回流反应1h,过滤,以水洗涤至洗液呈中性,55℃下烘干至恒重得改性植物纤维;

    s130:与实施例1的s130相同;

    s140:与实施例1的s140相同。

    实施例4:另一种食品包装材料:

    s110:与实施例1的s110相同;

    s120:100g预处理植物纤维加入至500ml80%乙醇溶液中,300r/min搅拌下加热至50℃使其分散均匀,加入0.6gkh560,升温至80℃回流反应1h,过滤,以水洗涤至洗液呈中性,55℃下烘干至恒重得改性植物纤维;

    s130:与实施例1的s130相同;

    s140:与实施例1的s140相同。

    实施例5:另一种食品包装材料:

    s110:与实施例1的s110相同;

    s120:100g预处理植物纤维加入至500ml80%乙醇溶液中,300r/min搅拌下加热至50℃使其分散均匀,加入0.6g乙烯基三乙氧基硅烷,升温至80℃回流反应1h,过滤,以水洗涤至洗液呈中性,55℃下烘干至恒重得改性植物纤维;

    s130:与实施例1的s130相同;

    s140:与实施例1的s140相同。

    实施例6:另一种食品包装材料:

    s110:与实施例1的s110相同;

    s120:100g预处理植物纤维加入至500ml80%乙醇溶液中,300r/min搅拌下加热至50℃使其分散均匀,加入0.6g乙烯基三乙氧基硅烷和0.3g十三氟辛基三甲氧基硅烷,升温至80℃回流反应1h,过滤,以水洗涤至洗液呈中性,55℃下烘干至恒重得改性植物纤维;

    s130:与实施例1的s130相同;

    s140:与实施例1的s140相同。

    实施例7:另一种食品包装材料:

    s110:与实施例1的s110相同;

    s120:100g预处理植物纤维加入至500ml80%乙醇溶液中,300r/min搅拌下加热至50℃使其分散均匀,加入0.3g十三氟辛基三甲氧基硅烷,升温至80℃回流反应1h,过滤,以水洗涤至洗液呈中性,55℃下烘干至恒重得改性植物纤维;

    s130:与实施例1的s130相同;

    s140:与实施例1的s140相同。

    实施例8:另一种食品包装材料:

    s110:取粒径500μm的竹纤维粉碎至过200目筛得到植物纤维粉料,烘干后在35℃温度下以2%的氢氧化钠溶液浸泡5h,过滤后洗涤至洗液中性并烘干得预处理植物纤维;

    s120:100g预处理植物纤维加入至500ml80%乙醇溶液中,300r/min搅拌下加热至50℃使其分散均匀,加入0.6g乙烯基三乙氧基硅烷和0.3g十三氟辛基三甲氧基硅烷,升温至80℃回流反应1h,过滤,以水洗涤至洗液呈中性,55℃下烘干至恒重得改性植物纤维;

    s130:与实施例1的s130相同;

    s140:与实施例1的s140相同。

    实施例9:另一种食品包装材料:

    s110:取粒径500μm的黄麻纤维粉碎至过200目筛得到植物纤维粉料,烘干后在35℃温度下以2%的氢氧化钠溶液浸泡5h,过滤后洗涤至洗液中性并烘干得预处理植物纤维;

    s120:100g预处理植物纤维加入至500ml80%乙醇溶液中,300r/min搅拌下加热至50℃使其分散均匀,加入1g乙烯基三乙氧基硅烷,升温至80℃回流反应1h,过滤,以水洗涤至洗液呈中性,55℃下烘干至恒重得改性植物纤维;

    s130:与实施例1的s130相同;

    s140:与实施例1的s140相同。

    实施例10:另一种食品包装材料:

    s110:160g丙交酯,300r/min搅拌均匀后加入3g辛酸亚锡与1.5g二月桂酸二丁基锡作为催化剂,5℃/min升温至85℃,氮气气氛下以600r/min搅拌反应4h,产物倒入冷乙醇中收集沉淀,加入氯仿,以12000r/min高速离心10min除去上清,即得可生物降解复合材料;

    s120:将所述可生物降解复合材料加入双螺杆挤出机,经熔融、挤出拉条、冷却、切粒,再将粒子加入压片机压成膜,得到食品包装材料。

    实验例1:力学强度检测:

    分别依据gb/t1040-1992、gb/t1040.1-2006和gb/t1043-1993对实施例1~10中各食品包装材料进行拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度的检测,检测结果如表1所示。

    表1、力学强度

    由表1可知,本申请的优选实施方案实施例1与实施例2得到的食品包装材料均具有优异的拉伸强度、断裂伸长率和抗冲击强度等力学性能,表明以本申请所述环硫硅烷偶联剂改性的植物纤维接枝聚乳酸制备得到的食品包装材料力学性能优异,而对比实施例1、9、10可知,仅以乙烯基三乙氧基硅烷对黄麻纤维改性并接枝聚乳酸以及仅以聚乳酸制备食品包装材料时,材料的力学性能不佳,对比实施例1、3~7可知,本申请式(1)所示环硫硅烷偶联剂对终产物的力学性能的增益较大。

    实验例2:抑菌性检测:

    本实验例以对圣女果和香菜的保鲜程度来间接检测本申请实施例1~10所得各食品包装材料的抑菌性能,检测结果如表2所示。

    表2、抑菌性能

    注:圣女果的腐烂率已腐烂圣女果的个数占比确定,香菜的腐烂率以长度≥5cm的香菜叶片(叶梗)腐烂个数占比确定。

    由表2可知,本申请的优选实施例1和实施例2对圣女果和香菜的保鲜程度较好,对比分析实施例1~7可知,以本申请式(1)所述环硫硅烷偶联剂对植物纤维进行改性后可以较为显著地提升终产物保证材料的抑菌性能,进而提升其保鲜效果,而对比分析实施例1和实施例8可知、实施例5和实施例9可知,因竹纤维和黄麻纤维天然具有一定的抑菌作用,导致相应方案得到的食品包装材料亦具有一定的保鲜作用,对比分析实施例10与未包装时的香菜腐烂程度,可能是因为包装不利于香菜的保鲜。

    实验例3:耐候性检测:

    首先设置对比例d:

    麦秆清洗干净烘干,粉碎至过200目筛得植物纤维粉料,35℃温度下以2%的氢氧化钠溶液浸泡5h,过滤后洗涤至洗液中性并烘干得预处理植物纤维;100g植物纤维以丙酮超声分散,离心洗涤三次,然后加入甲苯超声分散,离心洗涤三次,得改性植物纤维含量10%的甲苯分散液,加入160g丙交酯,300r/min搅拌均匀后加入3g辛酸亚锡与1.5g二月桂酸二丁基锡作为催化剂,5℃/min升温至85℃,氮气气氛下以600r/min搅拌反应4h,产物倒入冷乙醇中收集沉淀,加入氯仿,以12000r/min高速离心10min除去上清,即得可生物降解复合材料;将所述可生物降解复合材料加入双螺杆挤出机,经熔融、挤出拉条、冷却、切粒,再将粒子加入压片机压成膜,得到食品包装材料。

    选取浙江省杭州市天气,在2019~2020年间,分别以对比例d与实施例1~9所得食品包装材料作为实验样本,检测各实验样本在户外的使用期限,以对比例d所得食品包装材料的使用期限为1,测定并统计实施例1~9所得食品包装材料的户外使用期限如图3。由图3可以看出,本申请的优选实施例1和实施例2技术方案所得食品包装材料的户外使用期限得到显著的延长,还可以看出氟硅烷偶联剂对植物纤维改性对终产物食品包装材料的耐候性提升作用较大,抑菌性未见明显下降,显著提高了复合材料的耐候性,大大延长了复合材料的使用寿命。

    上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术,故在此不再详细赘述。

    鉴于本发明方案实施例众多,各实施例实验数据庞大众多,不适合于此处逐一列举说明,但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近。故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明,仅以实施例1~10和实验例1~3作为代表说明本发明申请优异之处。

    本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

    尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例,但是对本领域熟练技术人员来说,只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

    虽然上述具体实施方式已经显示、描述并指出应用于各种实施方案的新颖特征,但应理解,在不脱离本公开内容的精神的前提下,可对所说明的装置或方法的形式和细节进行各种省略、替换和改变。另外,上述各种特征和方法可彼此独立地使用,或可以各种方式组合。所有可能的组合和子组合均旨在落在本公开内容的范围内。上述许多实施方案包括类似的组分,并且因此,这些类似的组分在不同的实施方案中可互换。虽然已经在某些实施方案和实施例的上下文中公开了本发明,但本领域技术人员应理解,本发明可超出具体公开的实施方案延伸至其它的替代实施方案和/或应用以及其明显的修改和等同物。因此,本发明不旨在受本文优选实施方案的具体公开内容限制。

    本发明未尽事宜为公知技术。


    技术特征:

    1.一种环硫硅烷偶联剂在强化可生物降解复合材料抑菌作用中的应用,所述环硫硅烷偶联剂具有如式(1)所示的结构式,

    2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:

    所述可生物降解复合材料中包含植物纤维;

    所述植物纤维是100~400目的植物纤维粉料,其原材料来自于稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、辣椒杆或棉花秆至少一种的农作物秸秆和/或秆茎。

    3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于:所述可生物降解复合材料是以所述环硫硅烷偶联剂对植物纤维进行改性并接枝聚乳酸制备得到。

    4.可生物降解复合材料的制备方法,包括:

    s110、植物纤维原材料清洗干净烘干,粉碎至过100~400目筛得植物纤维粉料,30~35℃温度下以1~5%的氢氧化钠溶液浸泡至少5h,过滤后洗涤至洗液中性并烘干得预处理植物纤维;

    s120、预处理植物纤维加入至足量的50~90%乙醇溶液中,边搅拌边加热至40~60℃使其分散均匀,再加入预处理植物纤维重量0.1~3%的权利要求1~3任一项式(1)所示环硫硅烷偶联剂,升温至75~85℃回流反应至少1h,过滤、洗涤、烘干得改性植物纤维;

    s130、改性植物纤维以丙酮超声分散并洗涤,然后加入甲苯,分散均匀得改性植物纤维的甲苯分散液,加入适量丙交酯,搅拌均匀后加入丙交酯重量2~5%的催化剂,升温至80~100℃,氮气气氛下搅拌反应至少2h,产物倒入冷乙醇中收集沉淀,加入氯仿后高速离心除去上清,即得可生物降解复合材料。

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:前述步骤s120中,以环硫硅烷偶联剂对预处理植物纤维进行改性时还添加有预处植物纤维重量0.05~1.0%的氟硅烷偶联剂。

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述氟硅烷偶联剂是十三氟辛基三甲氧基硅烷和/或十三氟辛基三乙氧基硅烷。

    7.权利要求4~6任一项所述方法制备得到的可生物降解复合材料。

    8.权利要求7所述可生物降解复合材料的应用,所述应用包括以所述可生物降解复合材料制备食品包装材料。

    9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于所述应用还包括:

    1)以可生物降解复合材料制备结构材料;和/或

    2)以可生物降解复合材料制备药品包装材料;和/或

    3)以可生物降解复合材料制备饲料包装材料。

    技术总结
    本发明涉及环境可降解复合材料技术领域,特别是关于一种可生物降解复合材料的制备方法,包括:植物纤维原材料清洗干净烘干并粉碎,以温碱液浸泡,过滤后洗涤至洗液中性并烘干得预处理植物纤维;预处理植物纤维的乙醇溶液中加入环硫硅烷偶联剂与氟硅烷偶联剂,加热回流反应得改性植物纤维;配制改性植物纤维的甲苯分散液,加入丙交酯与催化剂,反应即得可生物降解复合材料。本申请所述可生物降解复合材料的制备方法,以农业废弃物为原材料,成本低廉,使用后可被自然完全的生物降解,不会造成环境的污染,经过优化改性,复合材料具有优异的抑菌效果和耐候性。

    技术研发人员:不公告发明人
    受保护的技术使用者:杭州鹿扬科技有限公司
    技术研发日:2020.11.24
    技术公布日:2021.03.12

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