CN105504356A - 一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料及其制备方法，所述的制备方法包括下述步骤：（1）按重量分别取壳聚糖、纤维素、木质素、聚醋酸乙烯酯、氢氧化钠、碳酰胺、异抗坏血酸钠、丙泊酚、丙三醇、脱氢乙酸钠、异麦芽酮糖醇、草氨酸钠、水，将上述成分混合，用磁力搅拌机搅拌3-5分钟；（2）将溶液进行离心；（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇份进行再生，然后进行水洗得凝胶；（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在90-120℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1？MPa，结束压力约为60MPa。制备得到的壳聚糖和纤维素复合塑胶材料可被完全降解，且降解速度快，同时具有很好的弹性和韧性。

Description

一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，涉及一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料及其制备方法。
背景技术
面对石油资源的日渐枯竭以及由传统塑料引起的白色污染，开发可降解的环境友好型塑胶材料已引起了人们的广泛关注。其中生物塑料是以生物资源为原料，能被完全降解的塑料，能大大减少其废弃对环境造成的影响，对于世界的可持续发展具有重要的作用，已被应用于包装、农业和医疗等行业，具有广阔的发展前景。上述的生物资源应用最为广泛的有纤维素、甲壳素、木质素、淀粉等原料。其中纤维素是地球上资源最丰富的可再生资源之一，主要来源于木材、草类、竹类和籽类等，目前对纤维素的研宄和应用也越来越受到重视。壳聚糖是甲壳素最重要的衍生物，来源仅次于纤维素，可通过化学修饰法获得，具有优异的生物相容性和可降解性。另一方面，生物可降解塑胶材料毕竟研究时间较短，技术不像传统材料那么成熟，想要广泛的应用，还得进一步的研究与完善。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是公开一种新型的壳聚糖和纤维素复合塑胶材料及其制备方法，该材料可完全降解，且降解速度快，不污染环境。
技术方案：本发明公开了一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：
壳聚糖10-20份、
纤维素20-30份、
木质素5-10份、
聚醋酸乙烯酯4-8份、
氢氧化钠2-5份、
碳酰胺5-10份、
异抗坏血酸钠0.5-1份、
乙醇5-10份、
丙泊酚0.1-0.2份、
丙三醇2-5份、
脱氢乙酸钠1-2份、
异麦芽酮糖醇1-2份、
草氨酸钠0.1-0.2份、
水50-70份。
进一步的，所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：
壳聚糖13-18份、
纤维素24-29份、
木质素7-9份、
聚醋酸乙烯酯5-7份、
氢氧化钠3-4份、
碳酰胺6-9份、
异抗坏血酸钠0.6-0.9份、
乙醇6-9份、
丙泊酚0.13-0.18份、
丙三醇3-4份、
脱氢乙酸钠1.3-1.7份、
异麦芽酮糖醇1.3-1.7份、
草氨酸钠0.12-0.18份、
水55-65份。
所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）将除乙醇外的所有组分混合，用磁力搅拌机在转速1700-1900rpm下搅拌3-5分钟；
（2）将溶液放入离心机中在10-20℃下以转速5000-6000r/min离心8-11分钟；
（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇进行再生，然后进行水洗得凝胶；
（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在90-120℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1MPa，结束压力约为60MPa。
进一步的，所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料的制备方法，所述的步骤（1）中转速为1750-1850rpm，搅拌时间为4-5分钟。
进一步的，所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料的制备方法，所述的步骤（2）中温度为12-15℃，转速为5500-5800r/min，离心时间为9-10分钟。
进一步的，所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料的制备方法，所述的步骤（4）中热压温度为100-110℃。
有益效果：本发明的方法制备的壳聚糖和纤维素复合塑胶材料不仅可以完全降解，而且降解速度快，一般在2个月内便可完全降解，对环境无污染，属于环境、人体健康友好型塑胶材料；同时具有很好的拉伸强度和抗弯曲变形的能力，具有良好的弹性和韧性。
具体实施方式
实施例1
（1）按重量分别取壳聚糖10份、纤维素20份、木质素5份、聚醋酸乙烯酯4份、氢氧化钠2份、碳酰胺5份、异抗坏血酸钠0.5份、丙泊酚0.1份、丙三醇2份、脱氢乙酸钠1份、异麦芽酮糖醇1份、草氨酸钠0.1份、水50份，将上述成分混合，用磁力搅拌机在转速1700rpm下搅拌3分钟；
（2）将溶液放入离心机中在10℃下以转速5000r/min离心8分钟；
（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇5份进行再生，然后进行水洗得凝胶；
（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在90℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1MPa，结束压力约为60MPa。
实施例2
（1）按重量分别取壳聚糖20份、纤维素30份、木质素10份、聚醋酸乙烯酯8份、氢氧化钠5份、碳酰胺10份、异抗坏血酸钠1份、丙泊酚0.2份、丙三醇5份、脱氢乙酸钠2份、异麦芽酮糖醇2份、草氨酸钠0.2份、水70份，将上述成分混合，用磁力搅拌机在转速1900rpm下搅拌5分钟；
（2）将溶液放入离心机中在20℃下以转速6000r/min离心11分钟；
（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇10份进行再生，然后进行水洗得凝胶；
（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在120℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1MPa，结束压力约为60MPa。
实施例3
（1）按重量分别取壳聚糖15份、纤维素25份、木质素7.5份、聚醋酸乙烯酯6份、氢氧化钠3.5份、碳酰胺7.5份、异抗坏血酸钠0.7份、丙泊酚0.15份、丙三醇3.5份、脱氢乙酸钠1.5份、异麦芽酮糖醇1.5份、草氨酸钠0.15份、水60份，将上述成分混合，用磁力搅拌机在转速1800rpm下搅拌4分钟；
（2）将溶液放入离心机中在15℃下以转速5500r/min离心9分钟；
（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇7.5份进行再生，然后进行水洗得凝胶；
（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在105℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1MPa，结束压力约为60MPa。
实施例4
（1）按重量分别取壳聚糖18份、纤维素29份、木质素9份、聚醋酸乙烯酯7份、氢氧化钠4份、碳酰胺9份、异抗坏血酸钠0.9份、丙泊酚0.18份、丙三醇4份、脱氢乙酸钠1.7份、异麦芽酮糖醇1.7份、草氨酸钠0.18份、水65份，将上述成分混合，用磁力搅拌机在转速1850rpm下搅拌5分钟；
（2）将溶液放入离心机中在15℃下以转速5800r/min离心10分钟；
（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇9份进行再生，然后进行水洗得凝胶；
（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在110℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1MPa，结束压力约为60MPa。
实施例5
（1）按重量分别取壳聚糖13份、纤维素24份、木质素7份、聚醋酸乙烯酯5份、氢氧化钠3份、碳酰胺6份、异抗坏血酸钠0.6份、丙泊酚0.13份、丙三醇3份、脱氢乙酸钠1.3份、异麦芽酮糖醇1.3份、草氨酸钠0.12份、水55份，将上述成分混合，用磁力搅拌机在转速1750rpm下搅拌4分钟；
（2）将溶液放入离心机中在12℃下以转速5500r/min离心9分钟；
（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇6份进行再生，然后进行水洗得凝胶；
（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在100℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1MPa，结束压力约为60MPa。
对比例1
（1）按重量分别取壳聚糖13份、纤维素24份、木质素7份、聚醋酸乙烯酯5份、氢氧化钠3份、碳酰胺6份、异抗坏血酸钠0.6份、丙泊酚0.13份、丙三醇3份、脱氢乙酸钠1.3份、异麦芽酮糖醇1.3份、水55份，将上述成分混合，用磁力搅拌机在转速1750rpm下搅拌4分钟；
（2）将溶液放入离心机中在12℃下以转速5500r/min离心9分钟；
（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇6份进行再生，然后进行水洗得凝胶；
（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在100℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1MPa，结束压力约为60MPa。
对比例2
（1）按重量分别取壳聚糖13份、纤维素24份、木质素7份、聚醋酸乙烯酯5份、氢氧化钠3份、碳酰胺6份、异抗坏血酸钠0.6份、丙三醇3份、异麦芽酮糖醇1.3份、草氨酸钠0.12份、水55份，将上述成分混合，用磁力搅拌机在转速1750rpm下搅拌4分钟；
（2）将溶液放入离心机中在12℃下以转速5500r/min离心9分钟；
（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇6份进行再生，然后进行水洗得凝胶；
（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在100℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1MPa，结束压力约为60MPa。
本发明制备的实施例的壳聚糖和纤维素复合塑胶材料不仅可以完全降解，而且降解速度快，一般在2个月内便可完全降解，对环境无污染，属于环境、人体健康友好型塑胶材料；同时具有很好的拉伸强度和抗弯曲变形的能力，具有良好的韧性。
实施例和对比例的性能如下：
热分解温度（℃） 拉伸强度（MPa） 弯曲强度（MPa） 100%降解时间（天）
实施例1 335 162 82 43
实施例2 340 166 85 41
实施例3 338 165 84 42
实施例4 342 168 86 41
实施例5 337 164 83 42
对比例1 333 162 83 59
对比例2 301 154 79 45

Claims (6)

1.一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料，其特征在于，所述的壳聚糖和纤维素复合塑胶材料由以下成分以重量份制备而成：
壳聚糖10-20份、
纤维素20-30份、
木质素5-10份、
聚醋酸乙烯酯4-8份、
氢氧化钠2-5份、
碳酰胺5-10份、
异抗坏血酸钠0.5-1份、
乙醇5-10份、
丙泊酚0.1-0.2份、
丙三醇2-5份、
脱氢乙酸钠1-2份、
异麦芽酮糖醇1-2份、
草氨酸钠0.1-0.2份、
水50-70份。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料，其特征在于，所述的壳聚糖和纤维素复合塑胶材料由以下成分以重量份制备而成：
壳聚糖13-18份、
纤维素24-29份、
木质素7-9份、
聚醋酸乙烯酯5-7份、
氢氧化钠3-4份、
碳酰胺6-9份、
异抗坏血酸钠0.6-0.9份、
乙醇6-9份、
丙泊酚0.13-0.18份、
丙三醇3-4份、
脱氢乙酸钠1.3-1.7份、
异麦芽酮糖醇1.3-1.7份、
草氨酸钠0.12-0.18份、
水55-65份。
3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括下述步骤：
（1）将除乙醇外的所有组分混合，用磁力搅拌机在转速1700-1900rpm下搅拌3-5分钟；
（2）将溶液放入离心机中在10-20℃下以转速5000-6000r/min离心8-11分钟；
（3）将溶液缓慢倒入进玻璃模具中，用乙醇进行再生，然后进行水洗得凝胶；
（4）将凝胶夹入不锈钢板中间，在90-120℃下进行热压干燥即得，起始压力约为0.1MPa，结束压力约为60MPa。
4.根据权利要求3所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中转速为1750-1850rpm，搅拌时间为4-5分钟。
5.根据权利要求3所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中温度为12-15℃，转速为5500-5800r/min，离心时间为9-10分钟。
6.根据权利要求3所述的一种壳聚糖和纤维素复合塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（4）中热压温度为100-110℃。
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