CN103061162B - 一种可降解复合材料预浸布及其制备方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可降解复合材料预浸布及其制备方法和装置，该复合材料预浸布由改性聚乳酸(PLA)树脂、天然纤维组成，其中改性聚乳酸(PLA)树脂占复合材料预浸布的40～70％(重量)；该制备方法包括以下步骤：连续天然纤维干燥等处理后，与熔融的改性PLA浸渍，改性PLA涂覆在天然纤维表面，经过辊压，冷却收卷得到；该装置包括退捻机，排布整经装置，方向控制装置，压紧辊，张力控制装置，淋膜挤出机，浸胶冷却装置，收卷装置等。与现有技术相比，本发明具有纤维长径比大、PLA增强效果明显、挤出机的螺杆磨损小、工艺简单、节能环保等优点。

Description

一种可降解复合材料预浸布及其制备方法和装置

技术领域

本发明涉及高分子复合材料及其制备方法和装置，尤其涉及一种可降解复合材料预浸布及其制备方法和装置。

背景技术

聚乳酸(PLA)在自然界并不存在，是以玉米、马铃薯等发酵之后得到的乳酸经聚合而成。聚乳酸具有良好的生物降解性能，在自然环境下能逐渐降解，生成水和二氧化碳，其降解过程不会对环境产生二次污染；并且随着石油含量的减少，以石油为主要原料生产的各种聚合物原料价格不断上涨，而作为循环速度较快的PLA的价格随着生产技术的发展和科技的进步，价格将会越来越低，其作为石油产品的替代品的作用将越来越大。PLA的力学强度包括拉伸强度、弯曲强度高于通用聚丙烯(PP)，满足民用塑料强度的标准，但是其强度仍然需要继续提高，以扩大PLA的应用范围，改善其强度。在PLA的增韧和增强改性方面，研究人员做了大量的研究，其中增韧研究主要为添加各种增韧剂改善断裂脆性；其增强研究方面，主要为添加各种短切纤维或者是无机填料，经过增强之后，复合材料不能完全降解。天然纤维/PLA复合材料的力学性能高于纯PLA，并且天然纤维材料的价格较纯PLA便宜，可以降低生产成本。虽然天然纤维强度和刚度与玻璃纤维相比，还有一定的差距，但是由于材料的密度较低，价格便宜，而且具有良好的生物降解性能，目前已广泛应用于工业领域。

为制备出可降解的PLA增强材料，任杰等采用天然短纤维或天然长纤维(包括苎麻纤维、亚麻布纤维、黄麻纤维等)与PLA进行熔融共混挤出，制备可完全降解的天然纤维/PLA复合材料。专利200610037894.7中，董卫卫将天然纤维与PLA及抗氧剂、成核剂、润滑剂混合，经过熔融挤出造粒，得到产品。这种方法制备的天然纤维增强材料的纤维长径比较小，其增强效果有限；而且对挤出机的螺杆有较大的磨损。专利200610070280中，方鲲采用混合纱的方法制备连续玻璃纤维增强PP的粒料，将含有玻璃纤维的复合混纱与PP树脂及加工助剂混合，加热熔融共混，经挤出机挤出造粒。利用这种方法生产出的产品可以充分调节增强纤维的含量，但是这种方法经过挤出造粒，形成的是短切粒料， 不能形成连续的增强预浸带。并且此种方法不适宜于生产天然纤维增强PLA。首先PLA容易降解，经过一次纺丝成型，PLA的力学性能会下降，再经过一次加热过程，PLA的降解明显；其次天然纤维与玻璃纤维不同，玻璃纤维是人工纤维，可有效的改善纤维的长度，但是天然纤维必须经过加捻才能形成有效的连续。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能形成连续天然纤维/PLA、纤维长径比大、PLA增强效果明显、挤出机的螺杆磨损较小的可降解复合材料预浸布及其制备方法和装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可降解复合材料预浸布，该复合材料预浸布包括改性聚乳酸(PLA)树脂、天然纤维，其中改性聚乳酸(PLA)树脂占复合材料预浸布的重量百分比为40～70％。

所述的改性聚乳酸(PLA)树脂采用以下方法得到：将聚乳酸(PLA)树脂70～100重量份，抗氧剂0～5重量份，增容剂0～10重量份，耐候剂0～3重量份，脱模剂0～5重量份，阻燃剂0～5重量份，其他助剂0～2重量份在混合器中混合3～7分钟，充分混合以后加入到双螺杆挤出机挤出切粒，螺杆转速为10～250r/min，挤出温度为150～210℃，得到改性聚乳酸(PLA)树脂。

所述的改性聚乳酸(PLA)树脂的熔融指数为10～40g/10min，粘均分子质量优选1～10×10⁵g/mol。

所述的抗氧剂选自四{β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸}季戊四醇酯，(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯，硫代二丙酸二月桂酯或亚磷酸苯二异癸酯的一种或几种。抗氧剂的目的是为了降低在制备复合材料的过程中聚乳酸的降解和/或氧化。

所述的增容剂选自聚己内酯(PCL)，聚羟基脂肪酸酯(PHA)或聚乙二醇(PEG)中的一种或几种。加入增容剂的目的是为了降低聚乳酸在熔融挤出过程中的黏度。

所述的耐候剂选自双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2，4-二羟基-苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-)苯并三唑或2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’甲基苯基)-5-氯代苯并三唑中的一种或几种。

所述的阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、聚磷酸铵、八溴醚、磷酸三苯酯、六溴环十二烷、硼酸锌、包覆红磷、十溴二苯乙烷、或四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚中的一种或几种。

所述的脱模剂选自硅油、聚乙二醇或低分子量聚乙烯中的一种或几种。

所述的其他助剂选自3-巯基丙酸异辛酯、4-二苯基-4-甲基-1-戊烯或4，4-二甲基-2，4-二苯基-1-丁烯中的一种或几种。

所述的天然纤维具有以下特征：较长纤维长度，经过加捻之后，能呈现连续状态，一束加捻纤维公称支数为0.2～1，可以是Z捻向或是S捻向，其捻度范围50～200捻/米。

所述的天然纤维包括大麻纤维、棉纤维、竹纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维、丝纤维和/或他们的混合纱，由于木质素和半纤维素对于作为增强体的天然纤维的耐热性和机械性能强度不能得到充分提高，因此天然纤维纤维素含量≥60％。

一种可降解复合材料预浸布的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)将聚乳酸(PLA)树脂70～100重量份，抗氧剂0～5重量份，增容剂0～10重量份，耐候剂0～3重量份，脱模剂0～5重量份，阻燃剂0～5重量份，其他助剂0～2重量份在混合器中混合3～7分钟，充分混合以后加入到双螺杆挤出机挤出切粒，螺杆转速为10～250r/min，挤出温度为150～210℃，得到改性聚乳酸(PLA)树脂；

(2)天然纤维经过等离子体，碱处理，偶联剂处理中的一种或多种处理，其中等离子体处理是将天然纤维在γ射线中照射，取出；碱处理是将天然纤维放入碱浴中浸泡，碱浴的浓度为5～20g/l，经过脱碱、抖松、酸浴、水洗，烘干步骤后，可得到碱处理后的天然纤维；偶联剂处理是在天然纤维表面涂覆偶联剂，经过涂覆偶联剂的天然纤维，纤维表面张力降低，改善与树脂的相容性；经处理，其表面接触面积增加，界面粘结力增强，表面能得到改善，使基体浸润性好，提高复合材料的拉伸强度；

(3)处理之后的天然纤维仍然呈现连续并且加捻的状态，然后将天然纤维经退捻机退捻，出现疏松膨胀的形态；由于制备预浸布的幅宽不同，所需的天然纤维卷数不同，卷数范围为1～200卷，其中优选50～150卷，更优选80～120卷；将退捻后的天然纤维分别从排布整经装置中引出，使其均匀分布；经过方向控制装置的牵引和方向控制，使天然纤维与压紧辊之间具有一定的张力，但张力不能太大，由于天然纤维经过退捻之后，如果受到较大的张力，容易断开；天然纤维接着进入压紧辊、张力控制装置中间，在此处天然纤维受到压紧辊的挤压，疏松的天然纤维会被均匀的挤压成薄薄的一层，有利于天然纤维的浸渍；

(4)天然纤维与淋膜挤出机挤出的改性聚乳酸(PLA)树脂接触并充份浸渍，此时改性聚乳酸(PLA)树脂对天然性纤维的两面进行浸渍；经过冷却，收卷即制得可降解天然纤维/PLA复合材料预浸布。

一种制备可降解复合材料预浸布的装置，包括：

退捻机，用于对天然纤维进行退捻；

排布整经装置，用于对经过退捻后打结的天然纤维进行排布整经；

方向控制装置，用于对经过排布整经装置的天然纤维的方向进行控制，使通过后续压紧辊的天然纤维的张力比较均匀；

压紧辊，用于压紧蓬松的天然纤维，使天然纤维均匀分布，第一压紧辊的转动线速度与放纱装置的转动线速度一致，第一压紧辊的材料可以是橡胶，塑料；

张力控制装置，用于控制天然纤维进入浸胶冷却装置的张力，其转动线速度与压紧辊的转动线速度大小一样，张力控制装置的材料可以是橡胶，塑料；

淋膜挤出机，用于挤出树脂，经过改性的PLA粒料通过挤出机挤出大量的树脂，将天然纤维涂覆包裹，由于天然纤维的降解温度在200℃以上，为防止天然纤维和PLA的降解，挤出机的温度范围是190～220℃，每分钟挤出PLA的重量为1～5kg，淋膜宽度与天然纤维的幅宽一样，或比天然纤维幅宽宽10～100mm；

浸胶冷却装置，用于对天然纤维进行浸渍，并形成预浸布，浸胶冷却装置由三个辊组成，皆为钢制件，天然纤维经过张力控制装置，进入其前二个压力辊之间，里面填充大量的树脂，充分挤压浸渍，在经过其后二个压力辊之间滚压压平冷却，三个辊的转动线速度与张力控制装置的转动线速度一样；

收卷装置，经过浸胶，冷却的预浸布在此处收卷，其转动线速度与浸胶冷却装置后二个压力辊的转动线速度一样。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及效果：

1、由于天然纤维的端基含有大量的极性基团，PLA的分子链中同样含有大量的羟基极性基团，天然纤维与PLA之间的界面粘结性能优于天然纤维与PP之间的界面粘结性能。

2、由于天然纤维氧指数较低，容易燃烧，PLA着火后的自熄性好，燃烧时的产生气体量也比聚酯纤维少，而且是水蒸气和二氧化碳，对环境危害小。对于有害的卤族系和磷系等防灾阻燃剂的需求降低，更能保证材料的安全性和环保性能。

3、这种制备方法，可以调整天然纤维的含量，制备出不同含量的增强纤维的预浸布。

4、选用增强相和基体相都是生物可降解材料，且来源于自然界，对环境危害性小，不会造成白色污染，满足可持续发展的需要。

5、本发明的天然纤维/热塑性树脂复合材料预浸带中，增强相天然纤维以连续相存在，预浸带中的增强相是单向的，制作产品时力学性能可以进行设计。

6、本发明制备的复合材料纵向长度可调，并且宽幅也可以进行调整，能满足后期生产中的长度要求。

7、本发明制备复合材料可以长时间存放，并且天然纤维完全被树脂浸渍，没有裸露 在外的，可以保持材料尤其是天然纤维干燥，天然纤维不会发霉变质。

8、本发明能限制增强材料的幅宽，不会因为过宽或过窄，而使得天然纤维的位置发生变化。

9、本发明的方法可以保证树脂完全浸渍天然纤维，树脂完全浸渍天然纤维，可以保证在制备产品的过程中，产品的缺陷少，力学强度高。

10、本发明制备预浸带的孔隙率较低，低于1％，孔隙率低的时候，能保证产品性能的稳定性。

附图说明

图1为本发明工艺流程及装置示意图。

其中1为开捻机；2为天然纤维排布装置；3为天然纤维；4为天然纤维方向控制装置；5，5’为天然纤维压紧辊(速度不能太高)；6，6’为天然纤维改变方向装置；7为淋膜挤出机；8为收卷装置；9，9’，9”为浸胶冷却装置。

1.其中1为退捻机，由于天然纤维商业化生产的产品通过加捻，使其成为连续状态存在，天然纤维经过加捻之后，树脂不容易浸渍，如果获得性能优良的产品，必须对加捻后的天然纤维退捻；

2.其中2为天然纤维排布装置，天然纤维经过退捻后，容易打结，必须严格控制退捻后天然纤维的排布，所以利用此装置将天然纤维小范围的固定住；

3.其中3为天然纤维，此处天然纤维并排排列有一定幅宽，幅宽与天然纤维的卷数有关；

4.其中4为天然纤维方向控制装置，天然纤维经过排布装置2后，天然纤维的运动轨迹小范围的固定，但是天然纤维从排布装置出来以后，距离5，5’压紧辊的距离较远，纤维到达压紧辊时，张力不均匀。利用4这个装置对天然纤维的方向进行控制，使其在通过压紧辊时，所有天然纤维的张力基本一样，促使天然纤维均匀排布；

5.其中5，5’是一对压紧辊，此处压紧辊的材料可以是橡胶，塑料等(此类材料在受到较大压力时，会发生形变，天然纤维在此处不会因为挤压而断裂)。天然纤维经过开松后，丝束蓬松，此处压紧辊的作用就是压紧蓬松的天然纤维，使天然纤维均匀分布，压紧辊的转动线速度与放纱装置的转动线速度一致；

6.其中6，6’同样也是一对压紧辊，同时还具有另外一个作用，也即天然纤维的张力控制装置，此处的压紧辊的材料可以是橡胶，塑料等(此类材料在受到较大压力时，会发生变形，天然纤维在此处不会因为挤压而断裂)。此处天然纤维已经呈现出均匀分布， 且蓬松状态发生改变。利用6，6’的张力控制作用，改变天然纤维的张力，主要是控制天然纤维进入9”和9’的张力，此时的压紧辊的转动线速度与5，5’压紧辊的转动线速度大小一样；

7.其中7为淋膜挤出机，经过改性的PLA粒料通过挤出机挤出大量的树脂，将天然纤维涂覆包裹，由于天然纤维的降解温度在200℃以上，为防止天然纤维和PLA的降解，挤出机的温度范围是190～220℃，每分钟挤出PLA的重量为1～5kg，淋膜宽度与天然纤维的幅宽一样，或比天然纤维幅宽宽10～100mm；

8.其中9，9’，9”为浸胶冷却装置，此处的3个辊皆为钢制件；天然纤维经过6，6’处的张力控制，进入9’和9”压力辊之间，里面填充大量的树脂，充分挤压浸渍，经过9和9’滚压压平冷却。9，9’，9”的转动线速度与6，6’的转动线速度一样；

9.其中8为收卷装置，经过浸胶，冷却的预浸布在此处收卷，其转动线速度与9，9’的转动线速度一样。

另外，图1所示的压紧辊包括5，5’，6，6’，以及为了改善产品性能，而继续添加的压紧辊，也即压紧辊不仅包括图1中所示的两对，可以有三对，四对，五对，以此类推。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明，实施例中组分的含量均为重量份。

实施例1

一种可降解复合材料预浸布的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

将PLA树脂70份，硫代二丙酸二月桂酯5份，聚羟基脂肪酸酯10份，双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯3份，聚乙二醇5份，硼酸锌5份，3-巯基丙酸异辛酯1份，4，4-二甲基-2，4-二苯基-1-丁烯1份在混合器中混合7分钟，充分混合以后加入到双螺杆挤出机挤出切粒，螺杆转速为80r/min，挤出温度为205℃，得到改性PLA树脂；性能测试结果见表1。

将经过等离子体处理之后的黄麻纤维120卷，经退捻机退捻，出现疏松膨胀的形态，将退捻后的黄麻纤维经过实施例1中的各步骤进行处理，其中淋膜挤出机中挤出的树脂为上述步骤改性的PLA树脂，其挤出温度为190℃。使天然纤维与PLA两面进行浸渍，经过冷却，收卷，可以制备完全可降解的黄麻纤维/PLA复合材料预浸带。性能测试结果见

实施例2

一种可降解复合材料预浸布的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

取PLA树脂82份，亚磷酸苯二异癸酯4份，聚乙二醇7份，2-(2’-羟基-5’-)苯并 三唑2份，氢氧化铝2份，氢氧化镁3份在混合器中混合4分钟，混合后加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为75r/min，挤出机头温度为190℃。

将经过等离子体处理之后的亚麻纤维80卷，经退捻机退捻，出现疏松膨胀的形态，将退捻后的亚麻纤维经过实施例1中的各步骤进行处理，其中淋膜挤出机中挤出的树脂为上述改性PLA树脂，其挤出温度为210℃。使天然纤维与PLA两面进行浸渍，经过冷却，收卷，可以制备完全可降解的亚麻纤维/PLA复合材料预浸带。性能测试结果见表1。

实施例3

一种可降解复合材料预浸布的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

取PLA树脂85份，硫代二丙酸二月桂酯1份，聚羟基脂肪酸酯(PHA)2份，2，4-二羟基-苯甲酮1份，十溴二苯乙烷2份，六溴环十二烷3份，硅油5份，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯1份，在原料混合器中混合6分钟，混合后加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为75r/min，挤出机头温度为190℃。在本实施例中取经过碱处理的黄麻纤维150卷经过开捻机1开捻，经过开捻后的天然纤维3，此处即黄麻纤维，放置在天然纤维排布装置2上，经过天然纤维方向控制4后，进入天然纤维压紧辊5，5’，然后经过天然纤维方向改变装置6，6’，经过这几个步骤，黄麻纤维变成薄的一层厚度为0.9mm，再经过淋膜挤出机7中PLA树脂的浸渍，其中PLA树脂为上述步骤制备的改性树脂，在浸胶冷却装置9，9’，9”浸渍冷却后，在收卷8处进行收卷。制备出黄麻/聚乳酸预浸带。性能测试结果见表1。

实施例4

一种可降解复合材料预浸布的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

取PLA树脂87份，四{β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸}季戊四醇酯2份，聚己内酯5份，2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’甲基苯基)-5-氯代苯并三唑2份，低分子量聚乙烯2份，磷酸三苯酯2份在原料混合器中混合4分钟，混合后加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为75r/min，挤出机头温度为190℃。在本实施例中取经过碱处理的黄麻纤维100卷经过开捻机1开捻，经过开捻后的天然纤维3，此处即黄麻纤维，放置在天然纤维排布装置2上，经过天然纤维方向控制4后，进入天然纤维压紧辊5，5’，然后经过天然纤维方向改变装置6，6’，经过这几个步骤，黄麻纤维变成薄的一层厚度为0.9mm，再经过淋膜挤出机7中PLA树脂的浸渍，其中PLA树脂为上述步骤制备的改性树脂，在浸胶冷却装置9，9’，9”浸渍冷却后，在收卷8处进行收卷。制备出黄麻/聚乳酸预浸带。性能测试结果见表1。

实施例5

一种可降解复合材料预浸布的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

取PLA树脂90份，(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯3份，双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯2份，聚磷酸铵5份，在原料混合器中混合6分钟，混合后加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为75r/min，挤出机头温度为190℃。在本实施例中取经过碱处理的黄麻纤维100卷经过开捻机1开捻，经过开捻后的天然纤维3，此处即黄麻纤维，放置在天然纤维排布装置2上，经过天然纤维方向控制4后，进入天然纤维压紧辊5，5’，然后经过天然纤维方向改变装置6，6’，经过这几个步骤，黄麻纤维变成薄的一层厚度为0.9mm，再经过淋膜挤出机7中PLA树脂的浸渍，其中PLA树脂为上述步骤制备的改性树脂，在浸胶冷却装置9，9’，9”浸渍冷却后，在收卷8处进行收卷。制备出黄麻/聚乳酸预浸带。性能测试结果见表1。

实施例6

一种可降解复合材料预浸布的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

取PLA树脂95份，硫代二丙酸二月桂酯2份，四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚2份，八溴醚1份，在原料混合器中混合6分钟，混合后加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为75r/min，挤出机头温度为190℃。在本实施例中取经过碱处理的黄麻纤维100卷经过开捻机1开捻，经过开捻后的天然纤维3，此处即黄麻纤维，放置在天然纤维排布装置2上，经过天然纤维方向控制4后，进入天然纤维压紧辊5，5’，然后经过天然纤维方向改变装置6，6’，经过这几个步骤，黄麻纤维变成薄的一层厚度为0.9mm，再经过淋膜挤出机7中PLA树脂的浸渍，其中PLA树脂为上述步骤制备的改性树脂，在浸胶冷却装置9，9’，9”浸渍冷却后，在收卷8处进行收卷。制备出黄麻/聚乳酸预浸带。性能测试结果见表1。

实施例7

一种可降解复合材料预浸布的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

将经过等离子体处理之后的剑麻纤维100卷，取PLA树脂100份，经退捻机退捻，出现疏松膨胀的形态，将退捻后的剑麻纤维经过实施例1中的各步骤进行处理，其中淋膜挤出机中挤出的树脂为纯PLA树脂，其挤出温度为190℃。使天然纤维与PLA两面进行浸渍，经过冷却，收卷，可以制备完全可降解的剑麻纤维/PLA复合材料预浸带。性能测试结果见表1。

表1

①此处的黄麻含量利用密度法进行测试

其测试方法如下：利用排空气法分别测试黄麻纤维密度为ρ_纤维，树脂密度为ρ_树脂，预浸带密度为ρ_预浸带，利用公式C＝(ρ_树脂-ρ_预浸带)/(ρ_树脂-ρ_纤维)，计算出纤维含量。

表1中的拉伸强度测试标准为GB/T3354-1999，氧指数测试标准为GB8924。

应用例

将生产出的预浸布料，剪切成各种形状，放入模具中，经过熔融加热，加压，制备出手机外壳。此种手机外壳耐冲击，而且废弃后，能很好的降解回收，对环境影响小。

本发明通过天然纤维的退捻，辊压成片，使其充分展开，在浸胶装置中，将展开的天然纤维，对其两面进行树脂浸渍，以改善天然纤维的浸渍效果，此时的树脂为熔融状态的PLA，经过冷却、收卷获得层压片。可以成型由热塑性树脂制作的内部构件，比如车辆的内部构件，可交替更换的手机外壳，可以解决其他不可降解树脂的回收问题。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可降解复合材料预浸布，该复合材料预浸布包括改性聚乳酸(PLA)树脂、天然纤维，其中改性聚乳酸(PLA)树脂占复合材料预浸布的重量百分比为40～70％；

所述可降解复合材料预浸布通过以下方法制得：

(1)将聚乳酸(PLA)树脂70～100重量份，抗氧剂0～5重量份，增容剂0～10重量份，耐候剂0～5重量份，脱模剂0～5重量份，阻燃剂0～5重量份，其他助剂0～5重量份在混合器中混合3～7分钟，充分混合以后加入到双螺杆挤出机挤出切粒，螺杆转速为10～250r/min，挤出温度为150～210℃，得到改性聚乳酸(PLA)树脂；其中抗氧剂、增溶剂、耐候剂、脱模剂、阻燃剂和其他助剂不同时为0；

(2)天然纤维经过等离子体，碱处理，偶联剂处理中的一种或多种处理，其中等离子体处理是将天然纤维在γ射线中照射，取出；碱处理是将天然纤维放入碱浴中浸泡，碱浴的浓度为5～20g/l，经过脱碱、抖松、酸浴、水洗、烘干步骤后，可得到碱处理后的天然纤维；偶联剂处理是在天然纤维表面涂覆偶联剂，经过涂覆偶联剂的天然纤维，纤维表面张力降低，改善与树脂的相容性；经处理，其表面接触面积增加，界面粘结力增强，表面能得到改善，使基体浸润性好，提高复合材料的拉伸强度；

(3)处理之后的天然纤维仍然呈现连续并且加捻的状态，然后将天然纤维经退捻机退捻，出现疏松膨胀的形态；由于制备预浸布的幅宽不同，所需的天然纤维卷数不同，卷数范围为1～200卷；将退捻后的天然纤维分别从排布整经装置中引出，使其均匀分布；经过方向控制装置的牵引和方向控制，使天然纤维与压紧辊之间具有一定的张力，但张力不能太大，由于天然纤维经过退捻之后，如果受到较大的张力，容易断开；天然纤维接着进入压紧辊、张力控制装置中间，在此处天然纤维受到压紧辊的挤压，疏松的天然纤维会被均匀的挤压成薄薄的一层，有利于天然纤维的浸渍；

(4)天然纤维与淋膜挤出机挤出的改性聚乳酸(PLA)树脂接触并充分浸渍，此时改性聚乳酸(PLA)树脂对天然性纤维的两面进行浸渍；经过冷却，收卷即制得可降解天然纤维/PLA复合材料预浸布；

所述的抗氧剂选自四{β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸}季戊四醇酯，(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯，硫代二丙酸二月桂酯或亚磷酸苯二异癸酯中的一种或几种；

所述的增容剂选自聚己内酯(PCL)，聚羟基脂肪酸酯(PHA)或聚乙二醇(PEG)中的一种或几种；

所述的耐候剂选自双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2，4-二羟基-苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-)苯并三唑或2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’甲基苯基)-5-氯代苯并三唑中的一种或几种；所述的阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、聚磷酸铵、八溴醚、磷酸三苯酯、六溴环十二烷、硼酸锌、包覆红磷、十溴二苯乙烷、或四溴双酚A双(2，3-二溴丙基)醚中的一种或几种；所述的脱模剂选自硅油、聚乙二醇或低分子量聚乙烯中的一种或几种；所述的其他助剂选自3-巯基丙酸异辛酯、4-二苯基-4-甲基-1-戊烯或4,4-二甲基-2,4-二苯基-1-丁烯中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种可降解复合材料预浸布，其特征在于，所述的改性聚乳酸(PLA)树脂的熔融指数为10～40g/10min，粘均分子质量为1～10×10⁵g/mol。

3.根据权利要求1所述的一种可降解复合材料预浸布，其特征在于，所述的天然纤维具有较长纤维长度，经过加捻之后，能呈现连续状态，一束加捻纤维公称支数为0.2～1，可以是Z捻向或是S捻向，其捻度范围50～200捻/米。

4.根据权利要求1所述的一种可降解复合材料预浸布，其特征在于，所述的天然纤维包括大麻纤维、棉纤维、竹纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维和/或他们的混合纱，其中天然纤维纤维素含量≥60％。

5.一种可降解复合材料预浸布的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)将聚乳酸(PLA)树脂70～100重量份，抗氧剂0～5重量份，增容剂0～10重量份，耐候剂0～5重量份，脱模剂0～5重量份，阻燃剂0～5重量份，其他助剂0～5重量份在混合器中混合3～7分钟，充分混合以后加入到双螺杆挤出机挤出切粒，螺杆转速为10～250r/min，挤出温度为150～210℃，得到改性聚乳酸(PLA)树脂；其中抗氧剂、增溶剂、耐候剂、脱模剂、阻燃剂和其他助剂不同时为0；

(2)天然纤维经过等离子体，碱处理，偶联剂处理中的一种或多种处理，其中等离子体处理是将天然纤维在γ射线中照射，取出；碱处理是将天然纤维放入碱浴中浸泡，碱浴的浓度为5～20g/l，经过脱碱、抖松、酸浴、水洗、烘干步骤后，可得到碱处理后的天然纤维；偶联剂处理是在天然纤维表面涂覆偶联剂，经过涂覆偶联剂的天然纤维，纤维表面张力降低，改善与树脂的相容性；经处理，其表面接触面积增加，界面粘结力增强，表面能得到改善，使基体浸润性好，提高复合材料的拉伸强度；

(3)处理之后的天然纤维仍然呈现连续并且加捻的状态，然后将天然纤维经退捻机退捻，出现疏松膨胀的形态；由于制备预浸布的幅宽不同，所需的天然纤维卷数不同，卷数范围为1～200卷；将退捻后的天然纤维分别从排布整经装置中引出，使其均匀分布；经过方向控制装置的牵引和方向控制，使天然纤维与压紧辊之间具有一定的张力，但张力不能太大，由于天然纤维经过退捻之后，如果受到较大的张力，容易断开；天然纤维接着进入压紧辊、张力控制装置中间，在此处天然纤维受到压紧辊的挤压，疏松的天然纤维会被均匀的挤压成薄薄的一层，有利于天然纤维的浸渍；

(4)天然纤维与淋膜挤出机挤出的改性聚乳酸(PLA)树脂接触并充分浸渍，此时改性聚乳酸(PLA)树脂对天然性纤维的两面进行浸渍；经过冷却，收卷即制得可降解天然纤维/PLA复合材料预浸布。

6.一种制备可降解复合材料预浸布的装置，包括：

退捻机，用于对天然纤维进行退捻；

排布整经装置，用于对经过退捻后打结的天然纤维进行排布整经；

方向控制装置，用于对经过排布整经装置的天然纤维的方向进行控制，使通过后续压紧辊的天然纤维的张力比较均匀；

压紧辊，用于压紧蓬松的天然纤维，使天然纤维均匀分布，第一压紧辊的转动线速度与放纱装置的转动线速度一致，第一压紧辊的材料是橡胶或塑料；

张力控制装置，用于控制天然纤维进入浸胶冷却装置的张力，其转动线速度与压紧辊的转动线速度大小一样，张力控制装置的材料是橡胶或塑料；

淋膜挤出机，用于挤出树脂，经过改性的PLA粒料通过挤出机挤出大量的树脂，将天然纤维涂覆包裹，由于天然纤维的降解温度在200℃以上，为防止天然纤维和PLA的降解，挤出机的温度范围是190～220℃，每分钟挤出PLA的重量为1～5kg，淋膜宽度与天然纤维的幅宽一样，或比天然纤维幅宽宽10～100mm；

浸胶冷却装置，用于对天然纤维进行浸渍，并形成预浸布，浸胶冷却装置由三个辊组成，皆为钢制件，天然纤维经过张力控制装置，进入其前二个压力辊之间，里面填充大量的树脂，充分挤压浸渍，在经过其后二个压力辊之间滚压压平冷却，三个辊的转动线速度与张力控制装置的转动线速度一样；

收卷装置，经过浸胶，冷却的预浸布在此处收卷，其转动线速度与浸胶冷却装置后二个压力辊的转动线速度一样。