本發(fā)明屬于包裝材料領(lǐng)域，涉及一種聚乳酸包裝材料，具體為一種植物纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚乳酸具有良好的生物相容性、降解可吸收性以及可塑性，在開拓新型聚合物材料已成為熱點(diǎn)的今天，聚乳酸具有廣闊的應(yīng)用前景。聚乳酸可制成纖維縫合線材料，這種縫合線具有一定的力學(xué)強(qiáng)度，既能滿足縫孔強(qiáng)度要求，又能隨傷口愈合而被機(jī)體緩慢分解吸收，無(wú)需拆線，特別適合人體深部組織的傷口縫合。目前，聚乳酸商品化生產(chǎn)的主要障礙是生產(chǎn)工藝復(fù)雜、流程長(zhǎng)、產(chǎn)品成本高。聚乳酸纖維的紡絲成型加工大部分尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，只有極少數(shù)廠商進(jìn)入半商業(yè)化生產(chǎn)。在21世紀(jì)的今天，環(huán)境問題日益受到人們的關(guān)注，許多高分子材料產(chǎn)品使用后的廢棄物，難以生物降解，已對(duì)環(huán)境造成不同程度的污染，成為全球環(huán)境一大公害。而聚乳酸作為具有優(yōu)良的可生物降解性和易加工性的高分子材料，其應(yīng)用越來越受到人們重視。但是由于聚乳酸合成過程造價(jià)高，致使聚乳酸在市場(chǎng)上價(jià)格昂貴，限制了其在工業(yè)上的大量使用，因此需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，一方面是提高其強(qiáng)度，另一方面也可以降低成本。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，獲得一種植物纖維增強(qiáng)可生物降解復(fù)合材料，本發(fā)明提供了一種植物纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法。技術(shù)方案：一種植物纖維增強(qiáng)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：劍麻纖維12～26份、木棉纖維8～16份、亞麻纖維5～19份、洋麻纖維6～18份、棉花纖維2～7份、棕櫚纖維3～11份、竹纖維2～13份、椰殼纖維3～9份、二氧化硅3～14份、聚乳酸22～45份。優(yōu)選的，按重量份計(jì)，所述復(fù)合材料包含以下組分：劍麻纖維20份、木棉纖維12份、亞麻纖維15份、洋麻纖維13份、棉花纖維5份、棕櫚纖維7份、竹纖維8份、椰殼纖維6份、二氧化硅9份、聚乳酸40份。所述的一種植物纖維增強(qiáng)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12％～25％的碳酸鈉水溶液處理劍麻纖維、木棉纖維、亞麻纖維、洋麻纖維、棉花纖維、棕櫚纖維、竹纖維和椰殼纖維，反應(yīng)1～2.5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1～3小時(shí)，得纖維粉末，其中真空度為-0.2pa～-0.1pa，溫度為70～85℃；(3)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～38％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應(yīng)溫度為35～55℃，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8～11:3～5混合，溶劑為甲苯，在45～55℃條件下反應(yīng)1～3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)20～50分鐘后室溫下冷卻；(5)將步驟(4)處理后的纖維粉末與二氧化硅、聚乳酸混合，真空干燥后置于開煉機(jī)中，開煉機(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20％的碳酸鈉水溶液處理劍麻纖維、木棉纖維、亞麻纖維、洋麻纖維、棉花纖維、棕櫚纖維、竹纖維和椰殼纖維，反應(yīng)2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-0.2pa，溫度為80℃。優(yōu)選的，步驟(3)中采用質(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50℃，時(shí)間為13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9:4混合，溶劑為甲苯，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)35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二氧化硅、聚乳酸混合，真空干燥后置于開煉機(jī)中，開煉機(jī)雙輥內(nèi)溫度為185℃，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)明所述植物纖維增強(qiáng)可生物降解復(fù)合材料植物纖維與聚乳酸之間的界面性能良好；(2)所述復(fù)合材料具有良好的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種植物纖維增強(qiáng)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：劍麻纖維12份、木棉纖維8份、亞麻纖維5份、洋麻纖維6份、棉花纖維2份、棕櫚纖維3份、竹纖維2份、椰殼纖維3份、二氧化硅3份、聚乳酸22份。所述的一種植物纖維增強(qiáng)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12％的碳酸鈉水溶液處理劍麻纖維、木棉纖維、亞麻纖維、洋麻纖維、棉花纖維、棕櫚纖維、竹纖維和椰殼纖維，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-0.2pa，溫度為70℃；(3)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應(yīng)溫度為35℃，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8:3混合，溶劑為甲苯，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二氧化硅、聚乳酸混合，真空干燥后置于開煉機(jī)中，開煉機(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2一種植物纖維增強(qiáng)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：劍麻纖維20份、木棉纖維12份、亞麻纖維15份、洋麻纖維13份、棉花纖維5份、棕櫚纖維7份、竹纖維8份、椰殼纖維6份、二氧化硅9份、聚乳酸40份。所述的一種植物纖維增強(qiáng)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20％的碳酸鈉水溶液處理劍麻纖維、木棉纖維、亞麻纖維、洋麻纖維、棉花纖維、棕櫚纖維、竹纖維和椰殼纖維，反應(yīng)2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-0.2pa，溫度為80℃；(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50℃，時(shí)間為13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9:4混合，溶劑為甲苯，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)35分鐘后室溫下冷卻；(5)將步驟(4)處理后的纖維粉末與二氧化硅、聚乳酸混合，真空干燥后置于開煉機(jī)中，開煉機(jī)雙輥內(nèi)溫度為185℃，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3一種植物纖維增強(qiáng)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：劍麻纖維26份、木棉纖維16份、亞麻纖維19份、洋麻纖維18份、棉花纖維7份、棕櫚纖維11份、竹纖維13份、椰殼纖維9份、二氧化硅14份、聚乳酸45份。所述的一種植物纖維增強(qiáng)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25％的碳酸鈉水溶液處理劍麻纖維、木棉纖維、亞麻纖維、洋麻纖維、棉花纖維、棕櫚纖維、竹纖維和椰殼纖維，反應(yīng)2.5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3小時(shí)，得纖維粉末，其中真空度為-0.1pa，溫度為85℃；(3)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應(yīng)溫度為55℃，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11:5混合，溶劑為甲苯，在55℃條件下反應(yīng)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)50分鐘后室溫下冷卻；(5)將步驟(4)處理后的纖維粉末與二氧化硅、聚乳酸混合，真空干燥后置于開煉機(jī)中，開煉機(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制備獲得的植物纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料進(jìn)行檢測(cè)，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/mpa597569拉伸模量/mpa356838923688斷裂伸長(zhǎng)率/％5.15.55.2當(dāng)前第1頁(yè)12