CN103467944B - 苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料，由下述组分按重量份组成：聚乳酸树脂60-80份，苎麻纤维20-40份，偶联剂0.4-0.8份。本发明的苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料，提高了聚乳酸树脂的力学性能，具有优异的耐热性和成型加工性能，可以广泛应用于汽车、建筑和居家装饰等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚乳酸塑料，尤其涉及一种苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料。
背景技术
聚乳酸，简称PLA，CAS号：51063-13-9，也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
但是，由于纯聚乳酸树脂结晶速度慢，成型制品收缩率大，尺寸稳定性差，本身材质脆，加工热稳定性差等，限制了其作为工程塑料的应用。
苎麻，为我国特产，被世界誉为“中国草，中国宝”。苎麻纤维吸湿透气性是棉纤维的3-5倍左右，同时含有叮咛，嘧啶，嘌呤等有益元素，具有抑菌、透气、凉爽、防腐、防霉、吸汗等功能，是世界公认的“天然纤维之王”。
苎麻纤维功能特性
一、抗菌抑菌功能
同样数量的细菌在显微镜下观察，细菌在棉、毛纤维制品中能够大量繁衍，而苎麻制品上的细菌在24小时后被杀死75%左右。这是因为苎麻纤维含有叮咛、嘧啶、嘌呤等微量元素，对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌等起到抑制效果，具有天然抑菌、防螨、防臭功能。经试验证明，经50次反复洗涤后，其灭菌效果仍达98%以上，可有效遏止纺织品的细菌、螨虫二次污染问题。
二、除臭吸附功能
苎麻纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有强劲的吸附能力，能吸附空气中甲醛，苯，甲苯，氨等有害物质，消除不良气味。经过日晒后，可以将吸附的有害物质挥发掉，使得其吸附功能自动再生。
三、吸湿透气功能
苎麻纤维有“天然纤维之王”的美誉，其独有的活性空腔导汗纤维结构可以使吸入的汗液渗透到空腔内并快速导出，让它具备了优越的透气性和传热性，吸水多而散湿快，有着让人非常惊喜的凉爽感
四、防霉耐磨功能
苎麻纤维十分坚韧，强力大而延伸度小，加上不易受霉菌腐蚀和虫蛀，被誉为“千年不烂软黄金”，因而被广泛地应用于飞行降落伞、保险绳、家纺等领域，具有超强的防霉耐磨功能，很好地延长了物品的使用寿命。
如何对聚乳酸树脂进行增强，特别是采用苎麻纤维进行增强，成为本行业的一个新的研究课题。
发明内容
一种苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料，由下述组分按重量份组成：聚乳酸树脂60-80份，苎麻纤维20-40份，偶联剂0.4-0.8份。
所述偶联剂为γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷和γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种。
优选地，所述偶联剂，由下述组分按重量百分比组成：γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷40-60%和γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷40-60%。将二者搅拌混合均匀制得所述偶联剂。
γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷，CAS号：2530-83-8。
γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，CAS号：24801-88-5。
采用本行业通用方法将偶联剂与苎麻纤维混合得到改性苎麻纤维。如，将偶联剂用水稀释成偶联剂水溶液，将苎麻纤维浸泡在该偶联剂水溶液中，取出烘干，得到改性苎麻纤维。优选地，将偶联剂用水稀释成0.5-4wt%的偶联剂水溶液，用盐酸调节pH3-4，将苎麻纤维浸泡在该偶联剂水溶液中0.5-4小时，取出烘干，得到改性苎麻纤维。
再将改性苎麻纤维与聚乳酸树脂、混合均匀，熔融混炼，挤出造粒，得到苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料。
本发明的苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料，提高了聚乳酸树脂的力学性能，具有优异的耐热性和成型加工性能，可以广泛应用于汽车、建筑和居家装饰等领域。
具体实施方式
聚乳酸树脂选用美国NatureWorks4032D聚乳酸。苎麻纤维选自旌德县雨燕麻业有限公司生产的苎麻纤维。
实施例1-2
将偶联剂用水稀释成1wt%的偶联剂水溶液，用盐酸调节pH=3，将苎麻纤维浸泡在该溶液中2小时，取出烘干，得到改性苎麻纤维。再将改性苎麻纤维与聚乳酸树脂、混合均匀，熔融混炼，挤出造粒。挤出温度170℃，注射成型温度170℃。
实施例3
将γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷和γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷搅拌混合均匀，制得复合偶联剂。
将复合偶联剂用水稀释成1wt%的偶联剂水溶液，用盐酸调节pH=3，将苎麻纤维浸泡在该溶液中2小时，取出烘干，得到改性苎麻纤维。
再将改性苎麻纤维与聚乳酸树脂、混合均匀，熔融混炼，挤出造粒，得到苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料。挤出温度170℃，注射成型温度170℃。
对比例
将苎麻纤维与聚乳酸树脂、混合均匀，熔融混炼，挤出造粒。挤出温度170℃，注射成型温度170℃。
原料配比表单位：公斤
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | |
| 聚乳酸树脂 | 70 | 70 | 70 | 70 |
| 苎麻纤维 | 30 | 30 | 30 | 302 --> |
| γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷 | 0.6 | / | 0.3 | / |
| γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷 | / | 0.6 | 0.3 | / |
测试例
对实施例1-3及对比例进行性能测试，具体数据见下表。
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | |
| 弯曲模量，Gpa | 8.2 | 8.3 | 8.7 | 7.4 |
| 拉升强度，Mpa | 69 | 67 | 74 | 58 |
| 热变形温度，℃（1.8Mpa） | 137 | 135 | 142 | 128 |
Claims (2)
1.一种苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料，其特征在于，由下述组分按重量份组成：聚乳酸树脂60-80份，苎麻纤维20-40份，偶联剂0.4-0.8份；
所述偶联剂由下述组分按重量百分比组成：γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷40-60％和γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷40-60％。
2.如权利要求1所述的苎麻纤维增强聚乳酸可降解塑料，其特征在于，采用下述方法制备而成：
将偶联剂用水稀释成偶联剂水溶液，将苎麻纤维浸泡在该偶联剂水溶液中，取出烘干，得到改性苎麻纤维；
再将所述改性苎麻纤维与聚乳酸树脂、混合均匀，熔融混炼，挤出造粒。
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