CN101659750B - 改性秸秆粉的制备方法及改性秸秆粉和可生物降解材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改性秸秆粉的制备方法，其中，该方法包括将秸秆粉与改性剂的水溶液在80-100℃下接触1-4小时，在溶剂存在下将所得与改性剂接触后的产物与烯丙基氯在100-120℃下反应1-8小时，得到改性秸秆粉，所述改性剂为碱或酸，所述溶剂为能够溶解烯丙基氯的溶剂。本发明还提供了一种改性秸秆粉，其中，所述改性秸秆粉由本发明提供的方法制得。本发明还提供了一种可生物降解材料，该可生物降解材料由含有秸秆粉和主体树脂的混合物经熔融后得到，其中，所述秸秆粉为本发明提供的改性秸秆粉。本发明提供的可生物降解材料由于采用了本发明提供的改性秸秆粉，从而具有优异的生物降解性能和机械强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性秸秆粉的制备方法，和通过该制备方法制备的改性秸秆粉，以及采用该改性秸秆粉制备的可生物降解材料。
背景技术
秸秆是一种来源丰富且用之不竭的可再生天然高分子材料。但目前秸秆资源并没有得到充分的利用，农业主产区秸秆资源大量过剩，焚烧还田带来的资源浪费和环境污染问题等，引起了全社会的关注。合理利用秸秆资源，实现秸秆资源工业化利用，保护环境，直接关系到国民经济的可持续发展。
另一方面，随着塑料工业的迅速发展，塑料制品的需求量和产量也随之迅速增长。塑料制品在满足人们生产生活需求的同时，也造成了“白色污染”日趋严重这一问题。现有的废弃塑料的回收、焚烧、掩埋等处理方法都存在着无法克服的缺陷，废弃塑料的后处理及造成的环境污染越来越受到各国的关注。因此，开发和应用可生物降解材料已成为发展的趋势。
CN1532226A公开了一种稻草塑料复合材料，该稻草塑料复合材料由49-79重量％的稻草、19-49重量％的热塑性塑料和2-4重量％的助剂组成，所述助剂为润滑剂、增塑剂、抗紫外剂、抗氧剂、填充剂、增强剂、阻燃剂、防静电剂、偶联剂和粘合剂中的一种或几种。该稻草塑料复合材料通过将天然稻草纤维与热塑性塑料熔融挤出造粒得到。然而该稻草塑料复合材料的物理性能如机械强度较差，而且降解性能较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的天然秸秆复合塑料生物降解性能差、机械强度差的缺点，提供一种生物降解性能和机械强度均优异的改性秸秆粉的制备方法和通过该方法制得的改性秸秆粉，以及采用该改性秸秆粉制得可生物降解材料。
本发明的发明人发现，CN1532226A制得的稻草塑料复合材料生物降解性能差、机械强度差的原因在于天然的稻草中所含的主要成分纤维素、半纤维素有较强的极性和亲水性，与疏水性的塑料相容性差，在共混和成型过程中，纤维素因升温而失去结合水，在复合材料中产生微孔隙和内部应力缺陷，导致稻草塑料复合材料的机械强度差，另外，由于天然稻草纤维属不熔不溶的高分子材料，不具备加工性，其纤维素聚集态结构复杂、受纤维束间结合力等的影响，因此，天然稻草复合塑料的生物降解性能较差。
本发明提供了一种改性秸秆粉的制备方法，其中，该方法包括将秸秆粉与改性剂的水溶液在80-100℃下接触1-4小时，在溶剂存在下将所得与改性剂接触后的产物与烯丙基氯在100-120℃下反应1-8小时，得到改性秸秆粉，所述改性剂为碱或酸，所述溶剂为能够溶解烯丙基氯的溶剂。
本发明还提供了一种改性秸秆粉，其中，所述改性秸秆粉由本发明提供的制备改性秸秆粉的方法制得。
本发明还提供了一种可生物降解材料，该可生物降解材料由含有秸秆粉和主体树脂的混合物经熔融后得到，其中，所述秸秆粉为本发明提供的改性秸秆粉。
本发明提供的改性秸秆粉由于是通过将天然秸秆粉先与改性剂接触再与烯丙基氯接触，即对天然秸秆粉进行二次改性得到的，因而能够大大提高由该改性秸秆粉制得的可生物降解材料的生物降解性能和机械强度。例如，采用本发明提供的可生物降解材料的降解失重率高达72.8％，拉抻强度高达40MPa，弯曲强度高达78MPa，冲击强度高达25MPa，而采用没有改性的秸秆粉制备的材料的降解失重率只有40.2％，拉抻强度只有20.5MPa，弯曲强度只有57MPa，冲击强度只有13MPa。因而本发明提供的材料适合用于制造各种不同种类的注射类成型制品，例如各种餐具、剃须刀、农用支架、花盆、高尔夫球座、宠物玩具。另外，本发明提供的材料因不产生静电，因此还可用于制成各种抗静电制品，如电子产品的包装材料。
具体实施方式
本发明提供了一种改性秸秆粉的制备方法，其中，该方法包括将秸秆粉与改性剂的水溶液在80-100℃下接触1-4小时，在溶剂存在下将所得与改性剂接触后的产物与烯丙基氯在100-120℃下反应1-8小时，得到改性秸秆粉，所述改性剂为碱或酸，所述溶剂为能够溶解烯丙基氯的溶剂。
本发明对秸秆粉的种类没有限制，可以选用一般禾本植物如农作物的茎杆的粉体，例如稻草粉、小麦秆粉、玉米秆粉、芝麻秆粉中的一种或几种。然而，本发明的发明者发现当所述秸秆粉为稻草粉、小麦秆粉的混合物，且稻草粉和小麦秆粉的重量比为1-10：1时，使用该秸秆粉制得的可生物降解材料的生物降解性能优异，且各项机械强度也有一定提高。
为了有效提高秸秆粉与改性剂接触的效果，本发明优选所述秸秆粉的颗粒大小为0.03-2毫米，进一步优选为0.03-1毫米。可以通过将天然秸秆原料粉碎，然后过50-200目筛来获得所需颗粒大小的秸秆粉。
本发明中，改性剂可以为各种酸或碱，在优选的情况下，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氨水中的一种或几种，所述酸选自硝酸、硫酸、盐酸、磷酸、甲酸、乙酸和乙二酸中的一种或几种。
根据本发明，尽管少量的改性剂、烯丙基氯即可实现本发明的目的，但优选情况下，相对于100重量份的秸秆粉，改性剂的用量为12-250重量份，烯丙基氯的用量为12-200重量份。进一步优选情况下，相对于100重量份的秸秆粉，改性剂的用量为20-200重量份，烯丙基氯的用量为20-100重量份。符合以上优选用量而制备的改性秸秆粉再用来制得的可生物降解材料的生物降解性能和机械强度均更好。
本发明中，所述溶剂用于为烯丙基氯和与改性剂接触后的产物的接触提供均匀的环境，因此对它的种类和用量没有特别限定，优选条件下，所述溶剂为甲醇、乙醇、苯、甲苯、二甲苯、氯苯中的一种或几种，相对于100重量份的秸秆粉，所述溶剂的用量可以为12-250重量份，进一步优选为20-200重量份，特别优选溶剂的用量为烯丙基氯重量的0.5-5倍。符合以上优选可以使制得的可生物降解材料的生物降解性能和机械强度均更好。
本发明的发明人发现，将接触后的产物与烯丙基氯反应后所得的产物与反应前的所述接触后的产物相比，红外谱图中新出现了醚键吸收峰，因此，也可以通过红外谱图中醚键的吸收峰的强度来定性判断所得接触后的产物与烯丙基氯反应的程度。
由于烯丙基氯在水存在下不稳定，因此，为了提高烯丙基氯的反应率，所述改性秸秆粉的制备方法中，与烯丙基氯反应的所述与改性剂接触后的产物的含水率越低越好，优选不超过5重量％，进一步优选不超过0.5重量％。也即，为了提高烯丙基氯的反应率，减少副反应的发生，本发明提供的改性秸秆粉的制备方法还包括在将所得与改性剂接触后的产物与烯丙基氯反应之前，先将所得接触后的产物烘干除去水。所述烘干的方式可以是自然风干、也可以是加热干燥，还可以是真空干燥，干燥的温度可以是60-80℃，干燥的时间优选以使经烘干的与改性剂接触后的产物的含水率不超过低于0.5重量％为准。
同样，由于烯丙基氯在酸性和碱性条件下不稳定，为了提高烯丙基氯的反应率，减少副反应的发生，本发明提供的改性秸秆粉的制备方法还包括在将所得与改性剂接触后的产物与烯丙基氯反应之前先水洗至中性，然后再烘干除去水或者再次烘干除去水。所述水洗的方式可以是用水淋洗与改性剂接触后的产物，也可以将水和与改性剂接触后的产物充分混合，然后过滤，将固体进行烘干。
为了进一步提高所述与改性剂接触后的产物与烯丙基氯的接触效果，根据本发明的一种优选实施方式，上述方法还包括将与改性剂接触后的产物经水洗和烘干步骤后进行再次粉碎，然后再与烯丙基氯反应。所述粉碎可以在粉碎机中进行，对粉碎的程度没有特别限定，优选粉碎至颗粒大小小于100微米，例如可以为20-100微米。
根据本发明提供的改性秸秆粉的制备方法的一种优选实施方式，所述改性秸秆粉的制备方法的具体操作步骤包括：首先，将秸秆洗净干燥并用粉碎机粉碎成秸秆粉，用50-200目的筛子选取颗粒大小为0.03-2毫米的秸秆粉；然后，将所得秸秆粉在反应釜中与改性剂的水溶液在80-100℃下作用1-4小时后过滤，所得固体用蒸馏水洗、在60-90℃下干燥1-3小时，并再次用粉碎机粉碎，用200目的筛子选取颗粒大小为20-100微米的秸秆粉；接下来，将上述颗粒大小为20-100微米的秸秆粉、烯丙基氯和溶剂加入到反应釜中，搅拌并在100-120℃下反应1-8小时、反应结束后去除溶剂，制得改性秸秆粉。
本发明还提供了一种可生物降解材料，该可生物降解材料由含有秸秆粉和主体树脂的混合物经熔融后得到，其中，所述秸秆粉为本发明提供的改性秸秆粉。
所述主体树脂可以是本领域常规使用的各种具有较高的强度和韧性的树脂，例如，所述主体树脂可选用聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等中的一种或几种，因为聚乙烯醇具有完全降解的性能，所以在此优选聚乙烯醇。由于本发明中采用本发明提供的改性秸秆粉与上述主体树脂配合作用，制备可生物降解材料，因此，所述树脂能够与上述改性秸秆粉相容，因此本发明提供的可生物降解材料具有较高的强度和韧性。
对可生物降解材料中含有的秸秆粉和主体树脂的具体比例没有特别的限定，例如，相对于100重量份的主体树脂，所述秸秆粉的用量可以为20-400重量份，优选为100-200重量份。具体可以根据可生物降解材料所需达到的性能来决定。
此外，为了获得各种不同的性能，本发明提供的可生物降解材料还可以含有基于100重量份改性秸秆粉0.01-10重量份的各种添加剂，所述添加剂可以是盐类添加剂、脱模剂、抗氧化剂、抗紫外剂、润滑剂中的一种或几种。这些助剂各自的种类、含量和作用为本领域技术人员所公知。例如所述盐类添加剂可以选自烷基磺酸盐、有机酸铁盐、聚羟基丁酸盐、硬脂酸盐类、碳酸钙、碳酸氢钙、轻质碳酸钙和贝壳粉中的一种或几种。优选为硬脂酸盐类，特别是如Ca、Mg、Zn、Ba、Ce及Fe的硬脂酸盐。所述盐类添加剂可提高制品的尺寸稳定性、增白及减低成本，还能促进制品的生物降解性。所述添加剂可单独使用或两种或两种以上配合使用，优选为两种配合使用。抗氧剂和/或光(热)稳定剂可以防止和抑制淀粉与树脂共混体系在加工过程中或使用过程中，由于光、热、氧、微生物或菌等因素引起过早降解，特别是在降解地膜中，加入抗氧剂和/或光(热)稳定剂可以有效地控制和延缓高聚物自氧化速度，或有效地抑制或减缓紫外线的老化作用，从而达到有效自序地控制地膜开裂期(诱导期)的目的。抗氧剂可以选自四(3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟其苯基)丙酸季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)、硫代二丙酸二硬脂酸酯(简称抗氧剂DSTP)、亚磷酸酯类、复合抗氧剂PKY、双酚A中的一种或几种。光(热)稳定剂可以选自UV-系列光(热)稳定剂、炭黑、有机锡类光(热)稳定剂、亚磷酸三壬基苯酯(TNPP)、环氧大豆油中的一种或几种。其中，UV-系列光(热)稳定剂可以是α-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(简称UV-531)。所述有机锡类光(热)稳定剂可以选自二月桂酸二丁基锡、二硫代乙醇异辛酯二甲酯基亚乙基锡(简称酯基锡)、酯基锡RWS-784、双(硫代甘醇酸异辛酯)二正辛基锡(简称京锡8831)、二马来酸二丁基锡、硫代甘醇异辛酯二丁基锡中的一种或几种。这些助剂配合能起到协同效应，使用效果更佳。
所述可生物降解材料的制备方法简单，只需将改性秸秆粉和主体树脂均匀混合然后熔融即可。所述熔融的条件包括温度可以为140-160℃，真空度可以为0.05-0.06兆帕，熔融的时间可以为10-20分钟。本发明中，所述真空度是指绝对压力。所述熔融可以通过各种方法来实现，例如所述熔融的方法包括将含有秸秆粉和主体树脂的混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比可以为26-32，各区段的温度可以为140-150℃、145-155℃、145-155℃、150-160℃、150-160℃和145-155℃。
下面的实施例将对本发明做进一步的说明。
实施例1
本实施例用来说明本发明提供的改性秸秆粉和可生物降解材料以及它们的制备方法。
(1)秸秆原料处理
将小麦秆剪切成20cm左右的小段，清洗干净后在60℃下烘干，然后用高速粉碎机将小麦秆粉碎，之后过50目的筛子，选取颗粒大小小于2毫米的小麦秆粉原料。
(2)改性秸秆粉的制备
将(1)处理得到的小麦秆粉原料100重量份和100重量份氢氧化钠水溶液(含12重量％氢氧化钠)加到反应釜中，在80℃下充分搅拌作用4小时，过滤，将固体水洗到中性，然后在60℃烘干3小时并再次粉碎，再用200目的筛子选取颗粒大小小于100微米；将上述颗粒大小小于100微米的小麦秆粉、烯丙基氯(岳阳巴陵华兴石化)200重量份、甲苯150重量份和氯苯100重量份置于反应釜中，在搅拌条件下在100℃下回流反应8小时，旋转蒸发回收其中溶剂，残留物即为改性小麦秆粉，用于下一步骤。
(3)可生物降解材料的制备
将50重量份聚乙烯醇(聚合度1700-2200，上海石化)和50重量份聚乙烯(聚合度1600-2000，上海石化)与(2)中制备的改性秸秆粉20重量份加到高速混合机中以200转/分钟混合20分钟，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机的长径比为26、各区段的温度为140℃、145℃、150℃、160℃、150℃和145℃，真空度为0.05兆帕，制成可生物降解材料A1。
实施例2
本实施例用来说明本发明提供的改性秸秆粉和可生物降解材料以及它们的制备方法。
(1)秸秆原料处理
将稻草剪切成20cm左右的小段，清洗干净后在60℃下烘干，然后用高速粉碎机将稻草粉碎，之后过150目的筛子，选取颗粒大小小于1毫米的稻草粉原料。
(2)改性秸秆粉的制备
将(1)处理得到的稻草粉原料100重量份和100重量份氢氧化钾水溶液(含20重量％氢氧化钾)加到反应釜中，在85℃下伴随着充分搅拌作用3小时，过滤，将固体水洗到中性，然后在75℃烘干2.5小时并再次粉碎，再用200目的筛子选取颗粒大小小于80微米的粉末；将再次粉碎后得到的稻草粉、烯丙基氯(岳阳巴陵华兴石化)100重量份、乙醇200重量份置于反应釜中，在搅拌条件下在105℃下回流反应6小时，旋转蒸发回收其中溶剂，残留物即为改性稻草粉，用于下一步骤。
(3)可生物降解材料的制备
将50重量份聚乙烯醇(聚合度1700-2200，上海石化)和50重量份聚丙烯(聚合度1500-2200，上海石化)与(2)中制备的改性秸秆粉350重量份加到高速混合机中以200转/分钟混合10分钟，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机的长径比为32、各区段的温度为145℃、150℃、150℃、155℃、160℃和150℃，真空度为0.05兆帕，制成可生物降解材料A2。
实施例3
本实施例用来说明本发明提供的改性秸秆粉和可生物降解材料以及它们的制备方法。
秸秆原料处理
将稻草剪切成20cm左右的小段，清洗干净后在60℃下烘干，然后用粉碎机将稻草粉碎，之后过200目的筛子，选取颗粒大小小于0.1毫米的稻草粉原料。
(2)改性秸秆粉的制备
将(1)处理得到的稻草粉原料100重量份和250重量份硫酸水溶液(含50重量％硫酸)加到反应釜中，在90℃下伴随着充分搅拌作用2小时，过滤，将固体水洗到中性，然后在85℃烘干1.5小时并再次粉碎，再用200目筛子选取颗粒大小小于60微米的粉末；将再次粉碎后得到的稻草粉、烯丙基氯(岳阳巴陵华兴石化)60重量份、苯100重量份和甲苯25重量份置于反应釜中，在搅拌条件下在110℃下回流反应4小时，旋转蒸发回收其中溶剂，残留物即为改性稻草粉，用于下一步骤。
(3)可生物降解材料的制备
将聚乙烯醇(聚合度1700-2200，上海石化)100重量份和(2)中制备的改性秸秆粉200重量份加到高速混合机中以250转/分钟混合15分钟，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机的长径比为26、各区段的温度为150℃、150℃、155℃、155℃、160℃和145℃真空度为0.055兆帕，制成可生物降解材料A3。
实施例4
本实施例用来说明本发明提供的改性秸秆粉和可生物降解材料以及它们的制备方法。
(1)秸秆原料处理
将稻草剪切成20cm左右的小段，清洗干净后在60℃下烘干，然后用高速粉碎机将稻草粉碎，之后过100目的筛子，选取颗粒大小小于1毫米的稻草粉原料。
(2)改性秸秆粉的制备
将(1)处理得到的稻草粉原料100重量份和500重量份盐酸的水溶液(含40重量％的氯化氢)加到反应釜中，在95℃下伴随着充分搅拌作用1.5小时，过滤，将固体水洗到中性，然后在90℃烘干1小时并再次粉碎，再用200目筛子选取颗粒大小小于40微米；将再次粉碎后得到的稻草粉、烯丙基氯(岳阳巴陵华兴石化)20重量份、二甲苯20重量份置于反应釜中，在搅拌条件下在115℃下回流反应3小时，旋转蒸发回收其中溶剂，残留物即为改性稻草粉，用于下一步骤。
(3)可生物降解材料的制备
将50重量份聚氯乙烯(聚合度1600-2100，上海石化)和50重量份聚对苯二甲酸乙二酯(聚合度1700-2200，上海石化)与(2)中制备的改性秸秆粉150重量份加到高速混合机中以250转/分钟混合10分钟，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机的长径比为32、各区段的温度为145℃、150℃、155℃、160℃、150℃和145℃真空度为0.055兆帕，制成可生物降解材料A4。
实施例5
本实施例用来说明本发明提供的改性秸秆粉和可生物降解材料以及它们的制备方法。
(1)秸秆原料处理
将等重量的稻草和玉米秆剪切成20cm左右的小段，清洗干净后在60℃下烘干，然后用高速粉碎机将稻草和玉米秆粉碎，之后过150目的筛子，选取颗粒大小小于0.5毫米的秸秆粉。
(2)改性秸秆粉的制备
将(1)处理得到的秸秆粉100重量份和500重量份氨水(含50重量％NH3)加到反应釜中，在100℃下伴随着充分搅拌作用1小时，过滤，将固体水洗到中性，然后在90℃下烘干1小时并再次粉碎，再用200目筛子选取颗粒大小小于50微米；将再次粉碎后得到的秸秆粉、烯丙基氯(岳阳巴陵华兴石化)12重量份、甲醇12重量份置于反应釜中，在搅拌条件下在120℃下回流反应1小时，旋转蒸发回收其中溶剂，残留物即为改性秸秆粉，用于下一步骤。
(3)可生物降解材料的制备
将50重量份聚碳酸酯(聚合度1800-2200，上海石化)和50重量份聚苯乙烯(聚合度1600-2000，上海石化)与(2)中制备的改性秸秆粉400重量份加到高速混合机中以250转/分钟混合20分钟，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机的长径比为32、各区段的温度为140℃、145℃、150℃、155℃、160℃和155℃真空度为0.06兆帕，制成可生物降解材料A5。
实施例6
本实施例用来说明本发明提供的改性秸秆粉和可生物降解材料以及它们的制备方法。
根据与实施例3相同的方法制备塑料材料，所不同的是所采用的秸秆粉为稻草粉和小麦秆粉的混合，且稻草粉和小麦秆粉的重量比为1：1，制得可生物降解材料A6。
实施例7
本实施例用来说明本发明提供的改性秸秆粉和可生物降解材料以及它们的制备方法。
根据与实施例3相同的方法制备塑料材料，所不同的是所采用的秸秆粉为稻草粉和小麦秆粉的混合，且稻草粉和小麦秆粉的重量比为5：1，制得可生物降解材料A7。
实施例8
本实施例用来说明本发明提供的改性秸秆粉和可生物降解材料以及它们的制备方法。
根据与实施例3相同的方法制备塑料材料，所不同的是所采用的秸秆粉为稻草粉和小麦秆粉的混合，且稻草粉和小麦秆粉的重量比为10：1，制得可生物降解材料A8。
对比例1
根据与实施例3相同的方法制备塑料材料，所不同的是所采用的秸秆粉为稻草粉和小麦秆粉的混合，且稻草粉和小麦秆粉的重量比为5：1，另外还不经过(2)步骤中用稀丙基氯对稻草粉末进行改性，制得参比塑料材料B1。
生物降解性能测试
将上述粒料产品用300克注射机(宁波海天公司制造)注射得到尺寸为100毫米(长)×10毫米(宽)×1.0毫米(厚)的标准样条。
采用如下标准方法对上述标准样条进行各项性能测试，测试结果如下表1所示：
称量并记录此时各标准样条的重量；然后分别将九个标准样条包裹于纱布间，埋于离地表面20厘米的花圃土壤中；30天后取出洗净后烘干称量并记录重量。
用以下的方法计算标准样条的失重率：
失重率(％)＝(测试前的重量—埋于土中30天后重量)/测试前的重量×100％
机械强度测试
用GB/T1040-92塑料拉伸性能试验方法测定材料的拉伸强度；
用GB/T9341-2000塑料弯曲性能试验方法测定材料的弯曲强度；
用GB/T1043-93硬质塑料简支梁冲击试验方法测定材料的简支梁冲击强度。各项机械强度的测试结果如下表1所示。
表1
| 材料编号 | 失重率(％) | 拉抻强度(MPa) | 弯曲强度(MPa) | 冲击强度(MPa) |
| A1 | 60.6 | 35.5 | 72 | 17 |
| A2 | 64.7 | 38 | 75.5 | 21.5 |
| A3 | 69.3 | 39 | 77 | 23 |
| A4 | 65.5 | 37.5 | 74.5 | 20.5 |
| A5 | 62.4 | 35 | 73 | 18 |
| A6 | 71.7 | 39 | 77 | 23.5 |
| A7 | 72.8 | 40 | 78 | 25 |
| A8 | 71.3 | 38.5 | 77.5 | 24 |
| B1 | 40.2 | 20.5 | 57 | 13 |
通过表1可以看出，本发明提供的可生物降解材料的生物降解性能和机械强度均好于对比例1制备的参比塑料材料B1。且当秸秆粉原料采用稻草粉和小麦秆粉的混合物且重量比为1-10：1时，可以获得更优异的生物降解性能。
综合以上分析，可以说明采用本发明提供的改性秸秆粉制备的可生物降解材料具有优异的生物降解性能和机械强度。
Claims (10)
1.一种改性秸秆粉的制备方法，其特征在于，该方法包括将秸秆粉与改性剂的水溶液在80-100℃下接触1-4小时，在溶剂存在下将所得与改性剂接触后的产物与烯丙基氯在100-120℃下反应1-8小时，得到改性秸秆粉，其中，相对于100重量份的秸秆粉，改性剂的用量为12-250重量份，烯丙基氯的用量为12-200重量份，溶剂的用量为12-250重量份，所述改性剂为碱或酸，所述溶剂为能够溶解烯丙基氯的溶剂。
2.根据权利要求1所述的改性秸秆粉的制备方法，其中，相对于100重量份的秸秆粉，改性剂的用量为20-200重量份，烯丙基氯的用量为20-100重量份，溶剂的用量为20-200重量份。
3.根据权利要求1或2所述的改性秸秆粉的制备方法，其中，所述秸秆粉的颗粒大小为0.03-2毫米，所述改性剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氨水中的一种或几种或者选自硝酸、硫酸、盐酸、磷酸、甲酸、乙酸和乙二酸中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的改性秸秆粉的制备方法，其中，所述秸秆粉为稻草粉、小麦秆粉、玉米秆粉、芝麻秆粉中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的改性秸秆粉的制备方法，其中，所述秸秆粉为稻草粉和小麦秆粉的混合物，且稻草粉和小麦秆粉的重量比为1-10∶1。
6.一种改性秸秆粉，其特征在于，所述改性秸秆粉由权利要求1-5中任意一项所述的方法制得。
7.一种可生物降解材料，该可生物降解材料由含有秸秆粉和主体树脂的混合物经熔融后得到，其特征在于，所述秸秆粉为权利要求6中所述的改性秸秆粉。
8.根据权利要求7所述的可生物降解材料，其中，相对于100重量份的主体树脂，所述秸秆粉的用量为20-400重量份。
9.根据权利要求7或8所述的可生物降解材料，其中，所述主体树脂为聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯中的一种或几种。
10.根据权利要求9所述的可生物降解材料，其中，所述熔融的方法包括将含有秸秆粉和主体树脂的混合物在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，熔融的条件包括温度为140-160℃，真空度为0.05-0.06兆帕，熔融的时间为10-20分钟。
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