CN102070891B - 一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102070891B
CN102070891B CN2010106042014A CN201010604201A CN102070891B CN 102070891 B CN102070891 B CN 102070891B CN 2010106042014 A CN2010106042014 A CN 2010106042014A CN 201010604201 A CN201010604201 A CN 201010604201A CN 102070891 B CN102070891 B CN 102070891B
Authority
CN
China
Prior art keywords
xylogen
polyester
lignin
districts
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010106042014A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102070891A (zh
Inventor
欧阳文竹
黄勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Chemical Co Ltd of CAS
Original Assignee
Guangzhou Chemical Co Ltd of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Chemical Co Ltd of CAS filed Critical Guangzhou Chemical Co Ltd of CAS
Priority to CN2010106042014A priority Critical patent/CN102070891B/zh
Publication of CN102070891A publication Critical patent/CN102070891A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102070891B publication Critical patent/CN102070891B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04—Particle-shaped

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法。取60-95％的聚酯、5-40％的木质素混合均匀；将混料用双螺杆机熔融挤出造粒得到木质素填充聚酯型复合材料。本发明采用丰富廉价的可再生生物资源木质素填充生物降解聚酯材料，在不影响聚酯基体良好性能的情况下，最大限度降低材料生产成本，并且制备工艺简单，具有一定的社会和经济效益。

Description

一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物降解高分子材料技术领域，特别涉及一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法。
背景技术
能源危机和环境问题要求人们减少对石油资源的依赖，转向对可再生生物资源和环境友好材料的开发利用。聚酯类生物降解材料具有生物相容性好、可被微生物分解吸收而不污染环境的特点，是一种符合可持续发展要求的、前景看好的材料，在建筑、包装、医药、医疗器械等领域具有广阔的应用前景。但是，由研究技术不够成熟导致的生产成本过高，是限制聚酯材料进一步研究和应用的重要原因。
木质素属一年生植物，是自然界中储量仅次于纤维素的第二大资源，可谓是“取之不尽，用之不竭”。并且，每年在制浆造纸、纤维素酶解制能源等工业中也产生大量的木质素副产品。然而迄今为止，还没有技术能将木质素大量应用。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种木质素填充聚酯型复合材料，该复合材料成本较低、又具备能满足实际使用要求的力学性能。
本发明的另一目的在于提供上述木质素填充聚酯型复合材料的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种木质素填充聚酯型复合材料，是由下述质量百分比的成分制备得到：
聚酯：60-95％
木质素：5-40％
所述聚酯为聚己内酯或聚羟基脂肪酸酯。
所述聚己内酯重均分子量在2万～40万，优选6万以上。
所述聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基辛酸酯中的一种以上混合物或它们间的二元或三元共聚物，重均分子量在6万～40万间，优选10万以上。
所述木质素为纤维素酶解木质素、磨木木质素(MWL)或Brauns天然木质素(BNL)，优选分子量在4000以上，经粉碎、过55目筛，优选过100目筛，80℃真空干燥24h～48h。
上述木质素填充聚酯型复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取60-95％的聚酯、5-40％的木质素混合均匀；
(2)把混料压成片材，然后将冷却后的片材切粒，得到木质素填充聚酯型复合材料；或者将混料直接用双螺杆机熔融挤出造粒得到木质素填充聚酯型复合材料；
所述百分比是质量百分比。
所述木质素在与聚酯混合之前先经过粉碎、过55～300目筛、80℃下真空干燥24h～48h；
所述木质素与聚酯混合可以在密炼机中进行，密炼机工作温度100-200℃，30-70rpm混合5-10分钟至混料扭矩平衡；
所述切粒是在开炼机上进行，开炼机的工作温度为140-200℃；
所述用双螺杆机挤出造粒，挤出造粒的工作条件为：一区110～140℃，二区120～140℃，三区130～160℃，四区135～165℃，五区135～175℃，六区140～180℃，七区135～175℃，机头125～180℃，螺杆转速为100～400rpm，压力为10～15MPa。
纤维素酶解木质素(CEL)、磨木木质素(MWL)或Brauns天然木质素(BNL)都较完整地保留了原本木质素结构，即保留着原本木质素的芳烷醚键和含有较多的脂肪和芳环羟基，这使得这类木质素与含羰基结构的聚酯产生较强的分子间作用力，两者具有良好的相容性，致使所制备得到的复合材料能够较好地保留聚酯材料的优良性能，并且还使得来自填料的刚性性能在强度和模量上得以体现。
该木质素填充聚酯型复合材料是一种完全生物降解的绿色材料，在医疗、日用和食品包装行业等显示其广阔应用性，并且由于材料价格的致廉性，也可将该材料作为通用塑料进行扩大化应用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明采用丰富廉价的可再生生物资源木质素填充生物降解聚酯材料，在不影响聚酯基体良好性能的情况下，最大限度降低材料生产成本，并且制备工艺简单，具有一定的社会和经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将预混好的含95％(wt％)聚己内酯(重均分子量8万)和5％(wt％)纤维素酶解木质素的混合料加入到双螺杆机中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
螺杆各区设定温度及加工条件为：1～7区温度分别是120℃，130℃，135℃，140℃，145℃，145℃，135℃，机头温度是135℃，停留3～5分钟，压力为12MPa，喂料速度为198rpm。
实施例2
将预混好的含90％(wt％)聚己内酯(重均分子量8万)和10％(wt％)纤维素酶解木质素的混合料加入到双螺杆机中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
螺杆各区设定温度及加工条件为：1～7区温度分别是120℃，130℃，135℃，140℃，145℃，145℃，135℃，机头温度是135℃，停留3～5分钟，压力为12MPa，喂料速度为198rpm。
实施例3
将预混好的含80％(wt％)聚己内酯(重均分子量8万)和20％(wt％)纤维素酶解木质素的混合料加入到双螺杆机中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
螺杆各区设定温度及加工条件为：1～7区温度分别是120℃，130℃，135℃，140℃，145℃，145℃，135℃，机头温度是135℃，停留3～5分钟，压力为12MPa，喂料速度为198rpm。
实施例4
将预混好的含70％(wt％)聚己内酯(重均分子量8万)和30％(wt％)纤维素酶解木质素的混合料加入到双螺杆机中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
螺杆各区设定温度及加工条件为：1～7区温度分别是120℃，130℃，135℃，140℃，145℃，145℃，135℃，机头温度是135℃，停留3～5分钟，压力为12MPa，喂料速度为198rpm。
实施例5
将预混好的含60％(wt％)聚己内酯(重均分子量8万)和40％(wt％)纤维素酶解木质素的混合料加入到双螺杆机中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
螺杆各区设定温度及加工条件为：1～7区温度分别是120℃，130℃，135℃，140℃，145℃，145℃，135℃，机头温度是135℃，停留3～5分钟，压力为12MPa，喂料速度为198rpm。
实施例6
将预混好的含95％(wt％)聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(重均分子量10万)和5％(wt％)纤维素酶解木质素的混合料加入到双螺杆机中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
螺杆各区设定温度及加工条件为：1～7区温度分别是140℃，145℃，150℃，155℃，160℃，160℃，145℃，机头温度是145℃，停留3～5分钟，压力为12MPa，喂料速度为400rpm。
实施例7
将预混好的含90％(wt％)聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(重均分子量10万)和10％(wt％)纤维素酶解木质素的混合料加入到双螺杆机中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
螺杆各区设定温度及加工条件为：1～7区温度分别是140℃，145℃，150℃，155℃，160℃，160℃，145℃，机头温度是145℃，停留3～5分钟，压力为12MPa，喂料速度为400rpm。
实施例8
将预混好的含80％(wt％)聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(重均分子量10万)和20％(wt％)纤维素酶解木质素的混合料加入到双螺杆机中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
螺杆各区设定温度及加工条件为：1～7区温度分别是140℃，145℃，150℃，155℃，160℃，160℃，145℃，机头温度是145℃，停留3～5分钟，压力为12MPa，喂料速度为400rpm。
对比例1：
将聚己内酯(重均分子量8万)单一组分加入到双螺杆机中，经上述实施例1～5同样的熔融加工和挤出造粒过程做成材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
对比例2：
将聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(重均分子量10万)单一组分加入到双螺杆机中，经上述实施例6～8同样的熔融加工和挤出造粒过程做成材料，并注塑成测试样条，进行性能测试。
性能测试：
拉伸强度测试按ASTMD-638标准进行检测，试样类型为I型，试样尺寸(mm)：150×10×4，实施例1～5和对比例1的拉伸速率为50mm/min，实施例6～10和对比例2～3的拉伸速率为5mm/min。
悬臂梁缺口冲击强度按ASTMD-256标准进行测试，试样类型为I型，试样尺寸(mm)：80×10×4；缺口类型为A：缺口宽2mm，深2mm。
弯曲试验按ASTMD790-03标准进行测试，试样类型为I型，实验尺寸为80×10×4，实施例1～5和对比例1的弯曲速率为2mm/min，实施例6～8和对比例2的拉伸速率为4mm/min。
实施例1～8及对比例所制材料性能见表1：
表1
由上表可见，应用本发明技术方案的实施例制备出的材料性能较对比例相比，杨氏模量和弯曲模量都有所提高，在拉伸和弯曲强度上，或升高或下降些许，而断裂伸长率和冲击强度上有所下降，但总体上来说还是较好地保持了基体材料原有的优良性能，并且还在某些性能上有了较好的改善。该发明为相对昂贵的聚酯材料提供一种对基体性能影响尽可能小的廉价填充改性方法。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种木质素填充聚酯型复合材料，其特征在于：是由下述质量百分比的成分制备得到：
聚酯：60-95％
木质素：5-40％；
所述聚酯为聚己内酯或聚羟基脂肪酸酯；
所述木质素为纤维素酶解木质素、磨木木质素或Brauns天然木质素；
所述的聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基辛酸酯中的一种以上，或为羟基丁酸酯、羟基戊酸酯、羟基辛酸酯中的二元或三元共聚物。
2.权利要求1所述一种木质素填充聚酯型复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)取60-95％的聚酯、5-40％的木质素混合均匀；
(2)将混料用双螺杆机熔融挤出造粒得到木质素填充聚酯型复合材料；
所述百分比是质量百分比。
3.根据权利要求2所述一种木质素填充聚酯型复合材料的制备方法，其特征在于：所述用双螺杆机挤出造粒，其工作条件为：一区110～140℃，二区120～140℃，三区130～160℃，四区135～165℃，五区135～175℃，六区140～180℃，七区135～175℃，机头125～180℃，螺杆转速为100～400rpm，压力为10～15MPa。
CN2010106042014A 2010-12-24 2010-12-24 一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN102070891B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010106042014A CN102070891B (zh) 2010-12-24 2010-12-24 一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010106042014A CN102070891B (zh) 2010-12-24 2010-12-24 一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102070891A CN102070891A (zh) 2011-05-25
CN102070891B true CN102070891B (zh) 2012-08-22

Family

ID=44029659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010106042014A Expired - Fee Related CN102070891B (zh) 2010-12-24 2010-12-24 一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102070891B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103950167B (zh) * 2014-04-29 2016-05-11 天津环泽塑皿加工有限责任公司 一种稻壳粉/非医疗废弃物复合材料的制备方法
CN105838047B (zh) * 2016-05-20 2018-04-10 高陈堰 一种可生物降解改性木质素颗粒及其制造方法
CN106700460B (zh) * 2016-12-21 2019-07-02 济宁明升新材料有限公司 一种木质素改性pcl生物降解塑料及其制备方法
CN106589871A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 济宁明升新材料有限公司 一种木质素改性pha生物降解塑料及其制备方法
CN108948677A (zh) * 2017-05-17 2018-12-07 济宁明升新材料有限公司 一种木质素改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合育秧盘及其制备方法
CN109233214A (zh) * 2017-05-18 2019-01-18 济宁明升新材料有限公司 一种木质素改性pbat/pla为基料的降解育秧盘及其制备方法
CN108948691A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 济宁明升新材料有限公司 一种木质素改性淀粉基pha生物降解膜材料及其制备方法
CN108948682A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 济宁明升新材料有限公司 一种木质素改性pbat/pla复合膜材料及其制备方法
CN108948679A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 济宁明升新材料有限公司 一种木质素改性淀粉基pbat生物降解膜材料及其制备方法
CN109233226A (zh) * 2017-05-18 2019-01-18 济宁明升新材料有限公司 一种木质素改性pla为基料的降解育秧盘及其制备方法
CN107141826A (zh) * 2017-07-05 2017-09-08 江苏旭华圣洛迪建材有限公司 一种可降解木质素基复合材料及其制备方法
CN109354717A (zh) * 2018-09-05 2019-02-19 安徽新翔包装材料有限公司 一种可降解食品包装袋
CN112625413B (zh) * 2020-12-17 2023-05-02 青岛博远高分子材料研究院有限公司 一种改性聚（4-羟基丁酸酯）低温热塑医用夹板材料

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028857A1 (en) * 2000-03-31 2002-03-07 Holy Norman L. Compostable, degradable plastic compositions and articles thereof
CN101709113A (zh) * 2009-12-01 2010-05-19 福州大学 脲醛改性木质素高分子相容添加剂的制备与应用
CN101851429A (zh) * 2010-06-11 2010-10-06 奇瑞汽车股份有限公司 一种木质素复合材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028857A1 (en) * 2000-03-31 2002-03-07 Holy Norman L. Compostable, degradable plastic compositions and articles thereof
CN101709113A (zh) * 2009-12-01 2010-05-19 福州大学 脲醛改性木质素高分子相容添加剂的制备与应用
CN101851429A (zh) * 2010-06-11 2010-10-06 奇瑞汽车股份有限公司 一种木质素复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102070891A (zh) 2011-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102070891B (zh) 一种木质素填充聚酯型复合材料及其制备方法
CN102093681B (zh) 一种增韧聚乳酸复合材料及其制备方法
CN104693707B (zh) 一种聚乳酸/淀粉/麻纤维生物基可降解复合材料及其制备方法
CN109651782B (zh) 一种复合植物纤维生物可降解材料的制备方法
CN101525487B (zh) 一种可环境降解的复合材料及其制备方法
CN109825045B (zh) 一种石墨烯复合生物质增强pbs/pbat生物降解复合材料及其制备方法
CN109181247A (zh) 一种改性木质素复合的生物降解薄膜及其制备方法
CN101570624B (zh) 一种生物质基聚乳酸复合材料的制备方法
CN110408180A (zh) 一种木质素-淀粉组合母粒复合的生物降解聚酯材料及其制备方法
CN108929527A (zh) 一种兼具高延展性和高阻隔性能的pbat/改性淀粉全生物降解薄膜及其制备方法和应用
CN111848977A (zh) 一种改性木质素、制备方法及其在增韧阻燃复合材料中的应用
CN102504506A (zh) 一种增容pla/pbat合金的方法
CN102432942A (zh) 一种非淀粉类可生物降解的塑料膜
CN102250389B (zh) 一种木质纤维素增容共混降解高分子材料及其制备方法
CN112778723A (zh) 一种淀粉基可降解吸管材料及其制备方法
CN104910603A (zh) 一种二氧化碳基聚合物/改性淀粉可降解农用地膜及其制备方法
CN108530854B (zh) 一种秸秆粉-pla木塑复合材料制备方法
CN105061971A (zh) 酸酐和微晶纤维素协同改性聚甲基乙撑碳酸酯制备全降解复合材料的方法
CN102477170B (zh) 一种天然植物纤维增强淀粉基复合材料及其制备方法
CN101805461A (zh) 一种生物基复合材料及其制备方法和应用
CN113337084B (zh) 一种高效屏蔽紫外的生物降解薄膜材料及其制备方法
CN114133712A (zh) 一种可生物全降解的农用地膜
CN1171951C (zh) 天然植物纤维增强的可完全降解的聚合物复合材料及其制备方法
CN107022177A (zh) 一种聚乳酸/淀粉/秸秆粉生物基可降解复合材料及其制备方法
CN102161778B (zh) 一种硫酸钙玉米淀粉聚碳酸酯复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120822

Termination date: 20171224

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee