本發(fā)明屬于包裝材料領(lǐng)域，涉及一種聚乳酸包裝材料，具體為一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚乳酸作為一種生物塑料，具有較高的強(qiáng)度與模量，有望替代石油基聚合物。但其韌性差，抗沖擊性能差，結(jié)晶緩慢，為了提高其韌性，拓寬使用范圍，近些年來(lái)基于其改性的工作開(kāi)展的如火如荼。相對(duì)于合成新的生物可降解材料以得到優(yōu)異的性能，采用熔融共混對(duì)聚乳酸增韌的方法更加經(jīng)濟(jì)方便。針對(duì)聚乳酸的增韌改性工作，目前的重點(diǎn)主要集中在使用具有生物相容性的高聚物進(jìn)行增韌，主要的增韌劑有脂肪族聚酯，脂肪族-芳香族共聚物，彈性體及橡膠等。但生物相容性聚合物一方面由于原料來(lái)源有限、價(jià)格昂貴，另一方面在增韌聚乳酸時(shí)又需較大的添加量，不僅提高了成本，且大大降低了其強(qiáng)度。因此，為了得到較好的增韌效果，使用較小比例的橡膠或彈性體增韌，不僅可以保留體系較高的強(qiáng)度、降低成本，還可以最大限度的保留聚乳酸的生物可降解性，減少對(duì)資源的浪費(fèi)及環(huán)境的污染。但是現(xiàn)有技術(shù)中的增韌劑與聚乳酸的相容性不佳，而與其相容性較好的增韌劑則對(duì)其耐水性、耐磨性、耐熱性、耐老化等性能增強(qiáng)不夠顯著。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，獲得一種能與聚乳酸熱力學(xué)相容，且能夠取得明顯增韌效果的聚乳酸復(fù)合材料，本發(fā)明提供了一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法。技術(shù)方案：一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料，按重量份計(jì)，所述復(fù)合材料包含以下組分：馬尼拉麻纖維12～29份、漢麻纖維3～15份、香蕉葉纖維5～16份、丁腈橡膠12～26份、聚己內(nèi)酯8～17份、聚氨酯3～11份、過(guò)氧化二異丙苯1～9份、l-丙交酯單體3～8份、馬來(lái)酸酐1～7份、聚乳酸25～55份。優(yōu)選的，按重量份計(jì)，所述復(fù)合材料包含以下組分：馬尼拉麻纖維23份、漢麻纖維12份、香蕉葉纖維12份、丁腈橡膠22份、聚己內(nèi)酯13份、聚氨酯8份、過(guò)氧化二異丙苯7份、l-丙交酯單體5份、馬來(lái)酸酐5份、聚乳酸50份。所述的一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，包含以下步驟：(1)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％～35％的硫酸溶液處理馬尼拉麻纖維、漢麻纖維和香蕉葉纖維，反應(yīng)1～3.5小時(shí)；(2)將步驟(1)處理后的纖維置于烘箱中烘干，并將纖維粉碎，然后置于真空干燥箱內(nèi)干燥1～2.5小時(shí)，得纖維粉末，其中真空度為-0.5pa～-0.2pa，溫度為70～85℃；(3)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％～56％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應(yīng)溫度為30～50℃，時(shí)間為1.5～4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水漂洗至中性，風(fēng)干、備用；(4)在無(wú)水、真空狀態(tài)下，將纖維粉末與l-丙交酯單體按質(zhì)量比7～12:3～5混合，溶劑為無(wú)水乙醇，在45～55℃條件下反應(yīng)1～3小時(shí)；然后充入氮?dú)猓郎刂?30℃后，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應(yīng)20～50分鐘后室溫下冷卻；(5)將步驟(4)處理后的纖維粉末與丁腈橡膠、聚己內(nèi)酯、聚氨酯、過(guò)氧化二異丙苯、馬來(lái)酸酐和聚乳酸混合，真空干燥后置于開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉機(jī)雙輥內(nèi)溫度為180℃～190℃，至完全熔融后，轉(zhuǎn)移至平板硫化機(jī)上熱壓成型。優(yōu)選的，步驟(1)中采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％的硫酸溶液處理馬尼拉麻纖維、漢麻纖維和香蕉葉纖維，反應(yīng)3小時(shí)。優(yōu)選的，步驟(2)中將步驟(1)處理后的纖維置于烘箱中烘干，并將纖維粉碎，然后置于真空干燥箱內(nèi)干燥2小時(shí)，得纖維粉末，其中真空度為-0.3pa，溫度為82℃。優(yōu)選的，步驟(3)中采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應(yīng)溫度為42℃，時(shí)間為3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水漂洗至中性，風(fēng)干、備用。優(yōu)選的，步驟(4)中在無(wú)水、真空狀態(tài)下，將纖維粉末與l-丙交酯單體按質(zhì)量比11:4混合，溶劑為無(wú)水乙醇，在52℃條件下反應(yīng)2小時(shí)；然后充入氮?dú)?，升溫?30℃后，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應(yīng)40分鐘后室溫下冷卻。優(yōu)選的，步驟(5)中將步驟(4)處理后的纖維粉末與丁腈橡膠、聚己內(nèi)酯、聚氨酯、過(guò)氧化二異丙苯、馬來(lái)酸酐和聚乳酸混合，真空干燥后置于開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉機(jī)雙輥內(nèi)溫度為186℃，至完全熔融后，轉(zhuǎn)移至平板硫化機(jī)上熱壓成型。有益效果：(1)本發(fā)明所述丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料增韌劑與聚乳酸熱力學(xué)相容性良好；(2)本發(fā)明所述復(fù)合材料具有明顯的增韌效果。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料，按重量份計(jì)，所述復(fù)合材料包含以下組分：馬尼拉麻纖維12份、漢麻纖維3份、香蕉葉纖維5份、丁腈橡膠12份、聚己內(nèi)酯8份、聚氨酯3份、過(guò)氧化二異丙苯1份、l-丙交酯單體3份、馬來(lái)酸酐1份、聚乳酸25份。所述的一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，包含以下步驟：(1)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的硫酸溶液處理馬尼拉麻纖維、漢麻纖維和香蕉葉纖維，反應(yīng)1小時(shí)；(2)將步驟(1)處理后的纖維置于烘箱中烘干，并將纖維粉碎，然后置于真空干燥箱內(nèi)干燥1小時(shí)，得纖維粉末，其中真空度為-0.5pa，溫度為70℃；(3)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應(yīng)溫度為30℃，時(shí)間為1.5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水漂洗至中性，風(fēng)干、備用；(4)在無(wú)水、真空狀態(tài)下，將纖維粉末與l-丙交酯單體按質(zhì)量比7:3混合，溶劑為無(wú)水乙醇，在45℃條件下反應(yīng)1小時(shí)；然后充入氮?dú)?，升溫?30℃后，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應(yīng)20分鐘后室溫下冷卻；(5)將步驟(4)處理后的纖維粉末與丁腈橡膠、聚己內(nèi)酯、聚氨酯、過(guò)氧化二異丙苯、馬來(lái)酸酐和聚乳酸混合，真空干燥后置于開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉機(jī)雙輥內(nèi)溫度為180℃，至完全熔融后，轉(zhuǎn)移至平板硫化機(jī)上熱壓成型。實(shí)施例2一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料，按重量份計(jì)，所述復(fù)合材料包含以下組分：馬尼拉麻纖維23份、漢麻纖維12份、香蕉葉纖維12份、丁腈橡膠22份、聚己內(nèi)酯13份、聚氨酯8份、過(guò)氧化二異丙苯7份、l-丙交酯單體5份、馬來(lái)酸酐5份、聚乳酸50份。所述的一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，包含以下步驟：(1)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％的硫酸溶液處理馬尼拉麻纖維、漢麻纖維和香蕉葉纖維，反應(yīng)3小時(shí)；(2)將步驟(1)處理后的纖維置于烘箱中烘干，并將纖維粉碎，然后置于真空干燥箱內(nèi)干燥2小時(shí)，得纖維粉末，其中真空度為-0.3pa，溫度為82℃；(3)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應(yīng)溫度為42℃，時(shí)間為3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水漂洗至中性，風(fēng)干、備用；(4)在無(wú)水、真空狀態(tài)下，將纖維粉末與l-丙交酯單體按質(zhì)量比11:4混合，溶劑為無(wú)水乙醇，在52℃條件下反應(yīng)2小時(shí)；然后充入氮?dú)?，升溫?30℃后，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應(yīng)40分鐘后室溫下冷卻；(5)將步驟(4)處理后的纖維粉末與丁腈橡膠、聚己內(nèi)酯、聚氨酯、過(guò)氧化二異丙苯、馬來(lái)酸酐和聚乳酸混合，真空干燥后置于開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉機(jī)雙輥內(nèi)溫度為186℃，至完全熔融后，轉(zhuǎn)移至平板硫化機(jī)上熱壓成型。實(shí)施例3一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料，按重量份計(jì)，所述復(fù)合材料包含以下組分：馬尼拉麻纖維29份、漢麻纖維15份、香蕉葉纖維16份、丁腈橡膠26份、聚己內(nèi)酯17份、聚氨酯11份、過(guò)氧化二異丙苯9份、l-丙交酯單體8份、馬來(lái)酸酐7份、聚乳酸55份。所述的一種丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，包含以下步驟：(1)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的硫酸溶液處理馬尼拉麻纖維、漢麻纖維和香蕉葉纖維，反應(yīng)3.5小時(shí)；(2)將步驟(1)處理后的纖維置于烘箱中烘干，并將纖維粉碎，然后置于真空干燥箱內(nèi)干燥2.5小時(shí)，得纖維粉末，其中真空度為-0.2pa，溫度為85℃；(3)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為56％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應(yīng)溫度為50℃，時(shí)間為4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水漂洗至中性，風(fēng)干、備用；(4)在無(wú)水、真空狀態(tài)下，將纖維粉末與l-丙交酯單體按質(zhì)量比12:5混合，溶劑為無(wú)水乙醇，在55℃條件下反應(yīng)3小時(shí)；然后充入氮?dú)?，升溫?30℃后，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應(yīng)50分鐘后室溫下冷卻；(5)將步驟(4)處理后的纖維粉末與丁腈橡膠、聚己內(nèi)酯、聚氨酯、過(guò)氧化二異丙苯、馬來(lái)酸酐和聚乳酸混合，真空干燥后置于開(kāi)煉機(jī)中，開(kāi)煉機(jī)雙輥內(nèi)溫度為190℃，至完全熔融后，轉(zhuǎn)移至平板硫化機(jī)上熱壓成型。對(duì)實(shí)施例1～3制備獲得的丁腈橡膠改性聚乳酸復(fù)合材料進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下表所示：實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3拉伸強(qiáng)度/mpa586562斷裂伸長(zhǎng)率/％235269258結(jié)晶尺寸/μm9810099當(dāng)前第1頁(yè)12