[0016] 下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0017] 为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明,在以下实施例中制作的具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的各指标测试方法如下:结晶温度:取各实施例所得的具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料5mg,在用铟、锡、锌标定过的差示扫描量热仪上,氮气气氛下以5℃/min从室温升温到200℃,保温
5min;然后以5℃/min从200℃降至30℃,记录DSC曲线,取降温曲线上的峰值温度作为结晶温度;
力学性能:将各实施例所得的具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料加入微型注塑机中,注塑成力学性能测试所需试条,注塑温度为200℃,模具温度为40℃,注射压力为
0.5MPa。 利用微机控制电子万能试验机和悬臂梁冲击试验机,测试试条力学性能,拉伸强度按GB/T1040.1进行测定;弯曲模量按GB/T9341进行测定。
[0018] 降解性:将各实施例所得的具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料自然放置30天,测量降解率。
[0019] 实施例1:一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料,按重量份数计,主要包括以下重量份数的原料:8份聚乳酸,6份环氧大豆油,2份氯化锌,16份氧化淀粉,3份聚烯丙胺盐酸盐和
8 份改性海藻酸钠;
一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺,所述具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺主要包括以下步骤:
(1)将海藻酸钠与水按质量比1:55混合,并向海藻酸钠与水的混合物中加入海藻酸钠质量4倍的正硅酸乙酯和海藻酸钠质量10倍的无水乙醇,于温度为30℃,转速为300r/min的条件下搅拌混合30min后,再向海藻酸钠与水的混合物中加入海藻酸钠质量25倍的氨水,于温度为50℃,转速为350r/min的条件下搅拌反应3h后,真空脱泡;
(2)将步骤(1)所得物质与硅烷偶联剂KH-550按质量比12:1混合,并向步骤(1)所得物质与硅烷偶联剂KH-550的混合物中加入硅烷偶联剂KH-550质量3倍的水,于温度为40℃,转速为250r/min的条件下搅拌混合2h后,得预改性海藻酸钠混合物,将预改性海藻酸钠混合物经挤出机挤入质量分数为2%的氯化钙溶液中,静置3h后,过滤,干燥,得改性海藻酸钠;
(3)将聚乳酸与环氧大豆油按质量比2:1混合,并向聚乳酸与环氧大豆油的混合物中加入聚乳酸质量0.3倍的氯化锌,搅拌混合;
(4)将氧化淀粉与聚烯丙胺盐酸盐按质量比8:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入氧化淀粉质量0.6倍的步骤(2)所得物质和氧化淀粉质量8倍的水,于温度为30℃,转速为350r/min的条件下搅拌混合1h,调节烧杯中物料的pH至10.0,继续于温度为60℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应3h后,再向烧杯中加入氧化淀粉质量0.2倍的还原剂,于温度为60℃,转速为300r/min的条件下向搅拌反应3h后,过滤,干燥;
(5)将步骤(3)所得物质与步骤(4)所得物质按质量比1.0:1.8混合,于密闭条件下混炼,造粒;
(6)对步骤(5)所得物质进行指标分析。
[0020] 作为优化,步骤(4)所述还原剂为硼氢化钠。
[0021] 实施例2:一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料,按重量份数计,主要包括以下重量份数的原料:8份聚乳酸,6份环氧大豆油,2份氯化锌,16份氧化淀粉和8 份改性海藻酸钠;
一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺,所述具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺主要包括以下步骤:
(1)将海藻酸钠与水按质量比1:55混合,并向海藻酸钠与水的混合物中加入海藻酸钠质量4倍的正硅酸乙酯和海藻酸钠质量10倍的无水乙醇,于温度为30℃,转速为300r/min的条件下搅拌混合30min后,再向海藻酸钠与水的混合物中加入海藻酸钠质量25倍的氨水,于温度为50℃,转速为350r/min的条件下搅拌反应3h后,真空脱泡;
(2)将步骤(1)所得物质与硅烷偶联剂KH-550按质量比12:1混合,并向步骤(1)所得物质与硅烷偶联剂KH-550的混合物中加入硅烷偶联剂KH-550质量3倍的水,于温度为40℃,转速为250r/min的条件下搅拌混合2h后,得预改性海藻酸钠混合物,将预改性海藻酸钠混合物经挤出机挤入质量分数为2%的氯化钙溶液中,静置3h后,过滤,干燥,得改性海藻酸钠;
(3)将聚乳酸与环氧大豆油按质量比2:1混合,并向聚乳酸与环氧大豆油的混合物中加入聚乳酸质量0.3倍的氯化锌,搅拌混合;
(4)将氧化淀粉加入烧杯中,并向烧杯中加入氧化淀粉质量0.6倍的步骤(2)所得物质和氧化淀粉质量8倍的水,于温度为30℃,转速为350r/min的条件下搅拌混合1h,调节烧杯中物料的pH至10.0,继续于温度为60℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应3h后,再向烧杯中加入氧化淀粉质量0.2倍的还原剂,于温度为60℃,转速为300r/min的条件下向搅拌反应
3h后,过滤,干燥;
(5)将步骤(3)所得物质与步骤(4)所得物质按质量比1.0:1.8混合,于密闭条件下混炼,造粒;
(6)对步骤(5)所得物质进行指标分析。
[0022] 作为优化,步骤(4)所述还原剂为硼氢化钠。
[0023] 实施例3:一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料,按重量份数计,主要包括以下重量份数的原料:8份聚乳酸,6份环氧大豆油,2份氯化锌,16份氧化淀粉,3份聚烯丙胺盐酸盐和
8 份海藻酸钠;
一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺,所述具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺主要包括以下步骤:
(1)将海藻酸钠与硅烷偶联剂KH-550按质量比12:1混合,并向海藻酸钠与硅烷偶联剂KH-550的混合物中加入硅烷偶联剂KH-550质量3倍的水和硅烷偶联剂KH-550质量1倍的氯化钙,于温度为40℃,转速为250r/min的条件下搅拌混合2h后,过滤,干燥;
(2)将聚乳酸与环氧大豆油按质量比2:1混合,并向聚乳酸与环氧大豆油的混合物中加入聚乳酸质量0.3倍的氯化锌,搅拌混合;
(3)将氧化淀粉与聚烯丙胺盐酸盐按质量比8:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入氧化淀粉质量0.6倍的步骤(1)所得物质和氧化淀粉质量8倍的水,于温度为30℃,转速为350r/min的条件下搅拌混合1h,调节烧杯中物料的pH至10.0,继续于温度为60℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应3h后,再向烧杯中加入氧化淀粉质量0.2倍的还原剂,于温度为60℃,转速为300r/min的条件下向搅拌反应3h后,过滤,干燥;
(4)将步骤(2)所得物质与步骤(3)所得物质按质量比1.0:1.8混合,于密闭条件下混炼,造粒;
(5)对步骤(4)所得物质进行指标分析。
[0024] 作为优化,步骤(3)所述还原剂为硼氢化钠。
[0025] 实施例4:一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料,按重量份数计,主要包括以下重量份数的原料:8份聚乳酸,6份环氧大豆油,16份氧化淀粉,3份聚烯丙胺盐酸盐和8 份改性海藻酸钠;
一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺,所述具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺主要包括以下步骤:
(1)将海藻酸钠与水按质量比1:55混合,并向海藻酸钠与水的混合物中加入海藻酸钠质量4倍的正硅酸乙酯和海藻酸钠质量10倍的无水乙醇,于温度为30℃,转速为300r/min的条件下搅拌混合30min后,再向海藻酸钠与水的混合物中加入海藻酸钠质量25倍的氨水,于温度为50℃,转速为350r/min的条件下搅拌反应3h后,真空脱泡;
(2)将步骤(1)所得物质与硅烷偶联剂KH-550按质量比12:1混合,并向步骤(1)所得物质与硅烷偶联剂KH-550的混合物中加入硅烷偶联剂KH-550质量3倍的水,于温度为40℃,转速为250r/min的条件下搅拌混合2h后,得预改性海藻酸钠混合物,将预改性海藻酸钠混合物经挤出机挤入质量分数为2%的氯化钙溶液中,静置3h后,过滤,干燥,得改性海藻酸钠;
(3)将聚乳酸与环氧大豆油按质量比2:1混合,搅拌混合;
(4)将氧化淀粉与聚烯丙胺盐酸盐按质量比8:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入氧化淀粉质量0.6倍的步骤(2)所得物质和氧化淀粉质量8倍的水,于温度为30℃,转速为350r/min的条件下搅拌混合1h,调节烧杯中物料的pH至10.0,继续于温度为60℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应3h后,再向烧杯中加入氧化淀粉质量0.2倍的还原剂,于温度为60℃,转速为300r/min的条件下向搅拌反应3h后,过滤,干燥;
(5)将步骤(3)所得物质与步骤(4)所得物质按质量比1.0:1.8混合,于密闭条件下混炼,造粒;
(6)对步骤(5)所得物质进行指标分析。
[0026] 作为优化,步骤(4)所述还原剂为硼氢化钠。
[0027] 对比例:一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料,按重量份数计,主要包括以下重量份数的原料:8份聚乳酸,6份环氧大豆油,16份氧化淀粉和8 份海藻酸钠;
一种具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺,所述具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料的加工工艺主要包括以下步骤:
(1)将海藻酸钠与硅烷偶联剂KH-550按质量比12:1混合,并向海藻酸钠与硅烷偶联剂KH-550的混合物中加入硅烷偶联剂KH-550质量3倍的水和硅烷偶联剂KH-550质量1倍的氯化钙,于温度为40℃,转速为250r/min的条件下搅拌混合2h后,过滤,干燥;
(2)将聚乳酸与环氧大豆油按质量比2:1混合,搅拌混合;
(3)将氧化淀粉加入烧杯中,并向烧杯中加入氧化淀粉质量0.6倍的步骤(1)所得物质和氧化淀粉质量8倍的水,于温度为30℃,转速为350r/min的条件下搅拌混合1h,调节烧杯中物料的pH至10.0,继续于温度为60℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应3h后,再向烧杯中加入氧化淀粉质量0.2倍的还原剂,于温度为60℃,转速为300r/min的条件下向搅拌反应
3h后,过滤,干燥;
(4)将步骤(2)所得物质与步骤(3)所得物质按质量比1.0:1.8混合,于密闭条件下混炼,造粒;
(5)对步骤(4)所得物质进行指标分析。
[0028] 作为优化,步骤(3)所述还原剂为硼氢化钠。
[0029] 效果例:下表1给出了采用本发明实施例1至4与对比例的具有高降解性的生物质基复合材料及其加工工艺的指标分析结果。
[0030] 表1 抗拉强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 结晶温度(℃) 降解率(%)
实施例1 72.0 5000 145 68
实施例2 68.8 4763 132 69
实施例3 65.3 4338 112 70
实施例4 64.3 4225 118 69
对比例 33.4 2831 90.3 62
从表1的实验数据可以看出,本发明与对比例产品相比,本发明制备的产品具有更好的耐热性和柔韧性,并且降解性能有所提高,从实施例1和实施例2对比可发现,产品中不加入聚烯丙胺盐酸盐时,产品内部的交联密度降低,氧化淀粉的亲水基团暴露,从而使产品的力学性能和耐热性降低,但使产品的降解性提高;从实施例1和实施例3的比较可发现,当产品中加入的海藻酸钠未改性时,由于纳米二氧化硅的消失,从而使产品中交联网络的孔隙无法被填充,提高了产品的降解性能,并且,由于二氧化硅的消失,导致环氧大豆油在产品中只起到增塑剂的作用,并未形成新的交联网络,进而使产品的耐热性和柔韧性降低;从实施例1和实施例4的比较可得,当产品中不加入催化剂时,环氧大豆油无法和改性海藻酸钠形成较好的交联,从而降低了产品的耐热性和柔韧性。
[0031] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。