CN105949735A - 一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料 - Google Patents

一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料的制备工艺：（1）木质素改性：按照重量份数，取20‑25份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温80‑90min，处理结束后用80‑100℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；（2）制备共混塑料：按照重量分数，取1‑2份改性木质素、30‑38份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型；温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。

Description

一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料。
背景技术
木质素是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁，为次生壁主要成分。木质素主要位于纤维素纤维之间，起抗压作用。在木本植物中，木质素占25％，是世界上第二位最丰富的有机物(纤维素是第一位)。
随着石油资源的日益短缺和低碳环保意识的增强，来自于生物基资源的生物可降解材料——聚乳酸(PLA)的研究和开发被赋予了越来越鲜明的时代特色，引起了全世界的广泛关注。PLA是一种以可再生的植物资源为原料经过化学合成制备的生物可降解高分子材料。它是一种热塑性脂肪族聚酯，玻璃化转变温度为50～60℃，熔点为150～175℃，在室温下是一种玻璃态的硬质高分子，其热性能与聚苯乙烯相似。PLA的刚性较强，但其耐热性和韧性差，O.45MPa下的热变形温度仅为55℃左右，Izod缺口冲击强度低于3kJ/m2，因此为扩大PLA的应用领域，必须对其进行相应的改性。
本发明旨在提供一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料，其先对木质素进行生物改性，然后和聚乳酸共混改性成型，本发明提供的方法天然环保，而且制得的改性木质素聚乳酸塑料具有非常优异的力学性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明针对背景技术存在的问题，本发明提供了一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料，其先对木质素进行生物改性，然后和聚乳酸共混改性成型，本发明提供的方法天然环保，而且制得的改性木质素聚乳酸塑料具有非常优异的力学性能。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料的制备工艺，步骤如下：
(1)木质素改性：
选取酶解木质素，可以商购，也可以自行制备，其中木质素含量70-80％，粉碎至60目备用；
按照重量份数，取20-25份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温80-90min，处理结束后用80-100℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；
所述预处理液包含，按照质量百分比：0.3％的植酸酶，所述植酸酶为5000u/g；0.5％漆酶，所述漆酶为6000u/g；0.3％木瓜蛋白酶，所述木瓜蛋白酶为600u/g，0.2％海藻糖；2％柠檬酸，0.5％甘油，其余为水；
(2)制备共混塑料：
按照重量分数，取1-2份改性木质素、30-38份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；
将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型；
温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。
本发明的有益之处在于：
本发明先对木质素进行生物改性，然后和聚乳酸共混改性成型，本发明提供的方法天然环保，而且制得的改性木质素聚乳酸塑料具有非常优异的力学性能。
具体实施方式
实施例1：
一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料的制备工艺，步骤如下：
(1)木质素改性：
选取酶解木质素，可以商购，也可以自行制备，其中木质素含量70％，粉碎至60目备用；
按照重量份数，取25份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温80min，处理结束后用100℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；
所述预处理液包含，按照质量百分比：0.3％的植酸酶，所述植酸酶为5000u/g；0.5％漆酶，所述漆酶为6000u/g；0.3％木瓜蛋白酶，所述木瓜蛋白酶为600u/g，0.2％海藻糖；2％柠檬酸，0.5％甘油，其余为水；
(2)制备共混塑料：
按照重量分数，取1份改性木质素、38份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；
将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型；
温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。
实施例2：
一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料的制备工艺，步骤如下：
(1)木质素改性：
选取酶解木质素，可以商购，也可以自行制备，其中木质素含量80％，粉碎至60目备用；
按照重量份数，取20份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温90min，处理结束后用80℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；
所述预处理液包含，按照质量百分比：0.3％的植酸酶，所述植酸酶为5000u/g；0.5％漆酶，所述漆酶为6000u/g；0.3％木瓜蛋白酶，所述木瓜蛋白酶为600u/g，0.2％海藻糖；2％柠檬酸，0.5％甘油，其余为水；
(2)制备共混塑料：
按照重量分数，取2份改性木质素、30份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；
将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型；
温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。
实施例3：
一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料的制备工艺，步骤如下：
(1)木质素改性：
选取酶解木质素，可以商购，也可以自行制备，其中木质素含量75％，粉碎至60目备用；
按照重量份数，取24份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温85min，处理结束后用95℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；
所述预处理液包含，按照质量百分比：0.3％的植酸酶，所述植酸酶为5000u/g；0.5％漆酶，所述漆酶为6000u/g；0.3％木瓜蛋白酶，所述木瓜蛋白酶为600u/g，0.2％海藻糖；2％柠檬酸，0.5％甘油，其余为水；
(2)制备共混塑料：
按照重量分数，取1份改性木质素、37份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；
将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型；
温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。
实施例4：
一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料的制备工艺，步骤如下：
(1)木质素改性：
选取酶解木质素，可以商购，也可以自行制备，其中木质素含量71％，粉碎至60目备用；
按照重量份数，取21份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温89min，处理结束后用88℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；
所述预处理液包含，按照质量百分比：0.3％的植酸酶，所述植酸酶为5000u/g；0.5％漆酶，所述漆酶为6000u/g；0.3％木瓜蛋白酶，所述木瓜蛋白酶为600u/g，0.2％海藻糖；2％柠檬酸，0.5％甘油，其余为水；
(2)制备共混塑料：
按照重量分数，取2份改性木质素、31份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；
将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型；
温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。
实施例5：
一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料的制备工艺，步骤如下：
(1)木质素改性：
选取酶解木质素，可以商购，也可以自行制备，其中木质素含量79％，粉碎至60目备用；
按照重量份数，取23份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温81min，处理结束后用99℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；
所述预处理液包含，按照质量百分比：0.3％的植酸酶，所述植酸酶为5000u/g；0.5％漆酶，所述漆酶为6000u/g；0.3％木瓜蛋白酶，所述木瓜蛋白酶为600u/g，0.2％海藻糖；2％柠檬酸，0.5％甘油，其余为水；
(2)制备共混塑料：
按照重量分数，取1份改性木质素、36份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；
将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型；
温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。
实施例6对比实验：
本发明人发现，对酶解木质素进行改性的时候，预处理液的配方很重要，稍有偏差就得不到满意的复合材料，以下对比例仅为示范。
一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料的制备工艺，步骤如下：
(1)木质素改性：
选取酶解木质素，可以商购，也可以自行制备，其中木质素含量72％，粉碎至60目备用；
按照重量份数，取22份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温86min，处理结束后用84℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；
所述预处理液包含，按照质量百分比：0.5％的植酸酶，所述植酸酶为5000u/g；0.2％海藻糖；2％柠檬酸，0.5％甘油，其余为水；
(2)制备共混塑料：
按照重量分数，取2份改性木质素、32份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；
将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型；
温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。
实施例7效果测试：
根据现有技术的方法测定共混塑料的性能：
结果如下表1所示：
由此可见，本发明先对木质素进行生物改性，然后和聚乳酸共混改性成型，本发明提供的方法天然环保，而且制得的改性木质素聚乳酸塑料具有非常优异的力学性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种性能优异的改性木质素聚乳酸塑料的制备方法，步骤如下：
（1）木质素改性：
按照重量份数，取20-25份酶解木质素，25份预处理液混合均匀，恒温38℃保温80-90min，处理结束后用80-100℃烘干，灭酶活，得到改性酶解木质素，研磨后过60目筛备用；
所述预处理液包含，按照质量百分比：0.3%的植酸酶，所述植酸酶为5000u/g；0.5%漆酶，所述漆酶为6000u/g ；0.3%木瓜蛋白酶，所述木瓜蛋白酶为600u/g ，0.2%海藻糖；2%柠檬酸，0.5%甘油，其余为水；
（2）制备共混塑料：
按照重量分数，取1-2份改性木质素、30-38份聚乳酸，1份云母粉，充分搅拌混合均匀；
将混合好的物料通过双螺杆挤出机进行挤出成型。
2.权利要求1所述的改性木质素聚乳酸塑料的制备方法，其特征在于：
选取酶解木质素，可以商购，也可以自行制备，其中木质素含量70-80%，粉碎至60目备用。
3.权利要求1或2所述的改性木质素聚乳酸塑料的制备方法，其特征在于：
所述预处理液包含，按照质量百分比：0.3%的植酸酶，所述植酸酶为5000u/g；0.5%漆酶，所述漆酶为6000u/g ；0.3%木瓜蛋白酶，所述木瓜蛋白酶为600u/g ，0.2%海藻糖；2%柠檬酸，0.5%甘油，其余为水。
4.权利要求1或2所述的改性木质素聚乳酸塑料的制备方法，其特征在于：
双螺杆挤出机进行挤出成型温区温度的设定：一区80℃；二区180℃；三区200℃；四区150℃。
5.权利要求1-4所述的制备方法制备得到的的改性木质素聚乳酸塑料。
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