CN107163524A - 一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法 - Google Patents
一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107163524A CN107163524A CN201710424688.XA CN201710424688A CN107163524A CN 107163524 A CN107163524 A CN 107163524A CN 201710424688 A CN201710424688 A CN 201710424688A CN 107163524 A CN107163524 A CN 107163524A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glutinous rice
- toughness
- pla
- areas
- polylactic acid
- 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.)
- Pending
Links
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 title claims abstract description 51
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims abstract description 110
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims abstract description 110
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims abstract description 110
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims abstract description 40
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims abstract description 40
- 235000006040 Prunus persica var persica Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 244000144730 Amygdalus persica Species 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 24
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 21
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 16
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 16
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 claims description 11
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 10
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 claims description 9
- UZGKAASZIMOAMU-UHFFFAOYSA-N 124177-85-1 Chemical compound NP(=O)=O UZGKAASZIMOAMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 240000005809 Prunus persica Species 0.000 claims description 8
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims description 8
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims description 8
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 8
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 7
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 7
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 claims description 6
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 claims description 6
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 claims description 6
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 6
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 6
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 2
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 claims 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims 1
- 241000726221 Gemma Species 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 abstract description 4
- 229940100486 rice starch Drugs 0.000 abstract description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 abstract description 4
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 abstract description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 230000032050 esterification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 6
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 4
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
-
- 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
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B31/00—Preparation of derivatives of starch
- C08B31/02—Esters
- C08B31/06—Esters of inorganic acids
-
- 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
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/92514—Pressure
-
- 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
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/9258—Velocity
- B29C2948/9259—Angular velocity
-
- 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
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/92704—Temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Cereal-Derived Products (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法，属于高分子材料领域。本发明首先通过研磨获得富含糯米淀粉的糯米浆，再在超声波的作用下利用磷酸盐作酯化剂对糯米淀粉酯化改性，使淀粉带有和聚乳酸相同的酯基基团，从而增加淀粉和聚乳酸之间的相容性，再将糯米粉蒸制成高韧性的糯米粉，通过短时间酶解使糯米粉表面产生微孔，经微生物的作用将天然树脂桃胶颗粒附着在微孔中，制成增韧填料，进一步提高了填料和聚乳酸基体间的相容性，最后将增韧填料和聚乳酸复配，不仅解决了聚乳酸韧性差的问题，又弥补了常规聚乳酸增韧改性方法，增韧填料和聚乳酸基体间的相容性差，改性效果不佳的缺陷，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术
单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基，多个乳酸分子在一起，-OH与别的分子的-COOH脱水缩合，-COOH与别的分子的-OH脱水缩合，就这样，它们手拉手形成了聚合物，叫做聚乳酸。聚乳酸也称为聚丙交酯，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。在工业塑料应用中，聚乳酸展现出较高的机械强度，较好的透明性和较容易的加工成型性能。而聚乳酸性脆易碎、断裂伸长率低且抗冲击性差大大的限制了其广泛应用。而现有的常规聚乳酸增韧改性方法，增韧填料和聚乳酸基体间的相容性差，导致很难做到在增韧的同时保证其机械性能和生物相容性不受折损。
因此发明一种高韧性聚乳酸复合材料对聚乳酸材料技术领域的进步与发展具有积极的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常见的聚乳酸材料存在价格髙昂，性脆易碎、断裂伸长率低且抗冲击性差大大的限制了其广泛应用，而常规聚乳酸增韧改性方法，增韧填料和聚乳酸基体间的相容性差，导致很难做到在增韧的同时保证其机械性能和生物相容性不受折损的缺陷，提供了一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取糯米放入水槽中，向水槽中加水直至将糯米完全浸没，静置浸泡，再将浸泡后的糯米和水按质量比为1:3混合后用石磨反复研磨，收集得到从石磨上流下的乳白色糯米浆；
（2）称取糯米浆加入到乙醇溶液中，搅拌混合后超声振荡处理，得到预处理糯米浆；
（3）将磷酸钾、碳酰胺和上述预处理糯米浆混合制得反应液，用浓度为0.1mol/L盐酸调节反应液pH至5.0～5.2，搅拌后超声反应，得到改性糯米浆；
（4）将上述改性糯米浆倒入不锈钢托盘中，使其自然延流成厚度为1～2mm的糯米膜，再将不锈钢托盘放入蒸炉中，在100～120℃下蒸制3～5min后取出，从不锈钢托盘上揭下富有韧性的糯米粉片；
（5）将上述糯米粉片粉碎，得到糯米粉碎块，按等质量比将质量分数为10%的α-淀粉酶溶液和糯米粉碎块混合后装入酶解罐，酶解，过滤分离去除滤液，将滤渣用水冲洗后得到预酶解糯米粉碎块；
（6）称取桃胶放入烧杯中，对烧杯加热直至桃胶完全熔融，将上述预酶解糯米粉碎块和熔融后的桃胶以及蓖麻油，用玻璃棒搅拌混合后得到混合物并移入发酵罐中，再向发酵罐中加入枯草芽孢杆菌菌悬液，搅拌混合均匀后发酵；
（7）待上述发酵结束后取出发酵产物，灭菌处理，得到自制增韧填料，按重量份数计，称取10～20份自制增韧填料、3～5份甘油、1～2份乙二醇、1～3份硅烷偶联剂KH550和70～80份聚乳酸放入混合料机中混合1～2h后静置15～20h，得到复合基料，再将复合基料移入双螺杆熔融挤出机中挤出造粒，干燥后即可得到高韧性聚乳酸复合材料。
步骤（2）中所述的糯米浆和乙醇溶液的质量比为2:1，乙醇溶液的质量分数为20%，超声振荡温度为20～30℃，超声振荡功率为100W，超声振荡时间为20～25min。
步骤（3）中所述的磷酸钾、碳酰胺和预处理糯米浆的质量比为1:1:25，超声反应频率为40～50KHz，超声反应功率为300～400W，超声反应时间为20～30min。
步骤（5）中所述的酶解温度为30～40℃，酶解时间为20～30min。
步骤（6）中所述的预酶解糯米粉碎块和熔融后的桃胶以及蓖麻油的质量比为10:5:1，枯草芽孢杆菌菌悬液的加入量为混合物质量的10%，枯草芽孢杆菌菌悬液的浓度为105cfu/mL，发酵温度为30～40℃，发酵时间为2～4天。
所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区130～150℃，二区140～150℃，三区150～170℃，四区160～180℃，五区170～190℃，六区170～190℃，七区165～185℃，机头160～175℃，螺杆转速为350～400r/min，挤出压力为10～12MPa。
本发明的有益效果是：
本发明首先通过研磨获得富含糯米淀粉的糯米浆，再在超声波的作用下利用磷酸盐作酯化剂对糯米淀粉酯化改性，使淀粉含有酯基基团，从而增加淀粉和聚乳酸之间的相容性，再将糯米粉蒸制成高韧性的糯米粉，通过短时间酶解使糯米粉表面产生微孔，经微生物的作用将天然树脂桃胶颗粒附着在微孔中，制成增韧填料，进一步提高了填料和聚乳酸基体间的相容性，最后将增韧填料和聚乳酸复配，不仅解决了聚乳酸性脆易碎、断裂伸长率低且抗冲击性差的问题，又弥补了常规聚乳酸增韧改性方法，增韧填料和聚乳酸基体间的相容性差，导致很难做到在增韧的同时保证其机械性能和生物相容性不受折损的缺陷，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
称取2～3kg糯米放入水槽中，向水槽中加水直至将糯米完全浸没，静置浸泡3～5h，再将浸泡后的糯米和水按质量比为1:3混合后用石磨反复研磨3～5遍，收集得到乳白色糯米浆；按质量比为2:1将糯米浆加入到质量分数为20%乙醇溶液中，经磁力搅拌机搅拌混合10～15min后移入超声振荡仪，在温度为20～30℃，功率为100W的条件下超声振荡处理20～25min，得到预处理糯米浆；按质量比为1:1:25将磷酸钾、碳酰胺和预处理糯米浆混合制得反应液，用浓度为0.1mol/L盐酸调节反应液pH至5.0～5.2，搅拌15～20min后移入超声反应器中，在频率为40～50KHz和功率为300～400W条件下反应20～30min，得到改性糯米浆；将改性糯米浆倒入不锈钢托盘中，使其自然延流成厚度为1～2mm的糯米膜，再将不锈钢托盘放入蒸炉中，在100～120℃下蒸制3～5min后取出，从不锈钢托盘上揭下富有韧性的糯米粉片；将糯米粉片放入粉碎机中粉碎20～30min，得到糯米粉碎块，按质量比为1:1将质量浓度为10%的α-淀粉酶和糯米粉碎块混合后装入酶解罐，在30～40℃下酶解20～30min，过滤分离去除滤液，将滤渣用水反复冲洗3～5遍后得到预酶解糯米粉碎块；称取800～900g桃胶放入烧杯中，对烧杯加热直至桃胶完全熔融，再按质量比为10:5:1将预酶解糯米粉碎块和熔融后的桃胶以及蓖麻油，用玻璃棒搅拌混合10～15min后得到混合物并移入发酵罐中，再向发酵罐中加入混合物质量10%的浓度为105cfu/mL枯草芽孢杆菌菌悬液，搅拌混合均匀后在30～40℃下发酵2～4天；待发酵结束后取出发酵产物，放在紫外灯下灭菌处理15～20min，得到自制增韧填料，按重量份数计，称取10～20份自制增韧填料、3～5份甘油、1～2份乙二醇、1～3份硅烷偶联剂KH550和70～80份聚乳酸放入混合料机中混合1～2h后静置15～20h，得到复合基料，再将复合基料移入双螺杆熔融挤出机中挤出造粒，干燥后即可得到高韧性聚乳酸复合材料，所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区130～150℃，二区140～150℃，三区150～170℃，四区160～180℃，五区170～190℃，六区170～190℃，七区165～185℃，机头160～175℃，螺杆转速为350～400r/min，挤出压力为10～12MPa。
实例1
称取3kg糯米放入水槽中，向水槽中加水直至将糯米完全浸没，静置浸泡5h，再将浸泡后的糯米和水按质量比为1:3混合后用石磨反复研磨5遍，收集得到乳白色糯米浆；按质量比为2:1将糯米浆加入到质量分数为20%乙醇溶液中，经磁力搅拌机搅拌混合15min后移入超声振荡仪，在温度为30℃，功率为100W的条件下超声振荡处理25min，得到预处理糯米浆；按质量比为1:1:25将磷酸钾、碳酰胺和预处理糯米浆混合制得反应液，用浓度为0.1mol/L盐酸调节反应液pH至5.2，搅拌20min后移入超声反应器中，在频率为50KHz和功率为400W条件下反应30min，得到改性糯米浆；将改性糯米浆倒入不锈钢托盘中，使其自然延流成厚度为2mm的糯米膜，再将不锈钢托盘放入蒸炉中，在120℃下蒸制5min后取出，从不锈钢托盘上揭下富有韧性的糯米粉片；将糯米粉片放入粉碎机中粉碎30min，得到糯米粉碎块，按质量比为1:1将质量浓度为10%的α-淀粉酶和糯米粉碎块混合后装入酶解罐，在40℃下酶解30min，过滤分离去除滤液，将滤渣用水反复冲洗5遍后得到预酶解糯米粉碎块；称取900g桃胶放入烧杯中，对烧杯加热直至桃胶完全熔融，再按质量比为10:5:1将预酶解糯米粉碎块和熔融后的桃胶以及蓖麻油，用玻璃棒搅拌混合15min后得到混合物并移入发酵罐中，再向发酵罐中加入混合物质量10%的浓度为105cfu/mL枯草芽孢杆菌菌悬液，搅拌混合均匀后在40℃下发酵4天；待发酵结束后取出发酵产物，放在紫外灯下灭菌处理20min，得到自制增韧填料，按重量份数计，称取20份自制增韧填料、5份甘油、2份乙二醇、3份硅烷偶联剂KH550和80份聚乳酸放入混合料机中混合2h后静置20h，得到复合基料，再将复合基料移入双螺杆熔融挤出机中挤出造粒，干燥后即可得到高韧性聚乳酸复合材料，所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区150℃，二区150℃，三区170℃，四区180℃，五区190℃，六区190℃，七区185℃，机头175℃，螺杆转速为400r/min，挤出压力为12MPa。
实例2
称取2kg糯米放入水槽中，向水槽中加水直至将糯米完全浸没，静置浸泡3h，再将浸泡后的糯米和水按质量比为1:3混合后用石磨反复研磨3遍，收集得到乳白色糯米浆；按质量比为2:1将糯米浆加入到质量分数为20%乙醇溶液中，经磁力搅拌机搅拌混合10min后移入超声振荡仪，在温度为20℃，功率为100W的条件下超声振荡处理20min，得到预处理糯米浆；按质量比为1:1:25将磷酸钾、碳酰胺和预处理糯米浆混合制得反应液，用浓度为0.1mol/L盐酸调节反应液pH至5.0，搅拌15min后移入超声反应器中，在频率为40KHz和功率为300W条件下反应20min，得到改性糯米浆；将改性糯米浆倒入不锈钢托盘中，使其自然延流成厚度为1mm的糯米膜，再将不锈钢托盘放入蒸炉中，在100℃下蒸制3min后取出，从不锈钢托盘上揭下富有韧性的糯米粉片；将糯米粉片放入粉碎机中粉碎20min，得到糯米粉碎块，按质量比为1:1将质量浓度为10%的α-淀粉酶和糯米粉碎块混合后装入酶解罐，在30℃下酶解20min，过滤分离去除滤液，将滤渣用水反复冲洗3遍后得到预酶解糯米粉碎块；称取800g桃胶放入烧杯中，对烧杯加热直至桃胶完全熔融，再按质量比为10:5:1将预酶解糯米粉碎块和熔融后的桃胶以及蓖麻油，用玻璃棒搅拌混合10min后得到混合物并移入发酵罐中，再向发酵罐中加入混合物质量10%的浓度为105cfu/mL枯草芽孢杆菌菌悬液，搅拌混合均匀后在30℃下发酵2天；待发酵结束后取出发酵产物，放在紫外灯下灭菌处理15min，得到自制增韧填料，按重量份数计，称取10份自制增韧填料、3份甘油、1份乙二醇、1份硅烷偶联剂KH550和70份聚乳酸放入混合料机中混合1h后静置15h，得到复合基料，再将复合基料移入双螺杆熔融挤出机中挤出造粒，干燥后即可得到高韧性聚乳酸复合材料，所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区130℃，二区140℃，三区150℃，四区160℃，五区170℃，六区170℃，七区165℃，机头160℃，螺杆转速为350r/min，挤出压力为10MPa。
实例3
称取3kg糯米放入水槽中，向水槽中加水直至将糯米完全浸没，静置浸泡4h，再将浸泡后的糯米和水按质量比为1:3混合后用石磨反复研磨4遍，收集得到乳白色糯米浆；按质量比为2:1将糯米浆加入到质量分数为20%乙醇溶液中，经磁力搅拌机搅拌混合12min后移入超声振荡仪，在温度为25℃，功率为100W的条件下超声振荡处理25min，得到预处理糯米浆；按质量比为1:1:25将磷酸钾、碳酰胺和预处理糯米浆混合制得反应液，用浓度为0.1mol/L盐酸调节反应液pH至5.1，搅拌17min后移入超声反应器中，在频率为45KHz和功率为350W条件下反应25min，得到改性糯米浆；将改性糯米浆倒入不锈钢托盘中，使其自然延流成厚度为1mm的糯米膜，再将不锈钢托盘放入蒸炉中，在110℃下蒸制4min后取出，从不锈钢托盘上揭下富有韧性的糯米粉片；将糯米粉片放入粉碎机中粉碎25min，得到糯米粉碎块，按质量比为1:1将质量浓度为10%的α-淀粉酶和糯米粉碎块混合后装入酶解罐，在35℃下酶解25min，过滤分离去除滤液，将滤渣用水反复冲洗4遍后得到预酶解糯米粉碎块；称取850g桃胶放入烧杯中，对烧杯加热直至桃胶完全熔融，再按质量比为10:5:1将预酶解糯米粉碎块和熔融后的桃胶以及蓖麻油，用玻璃棒搅拌混合12min后得到混合物并移入发酵罐中，再向发酵罐中加入混合物质量10%的浓度为105cfu/mL枯草芽孢杆菌菌悬液，搅拌混合均匀后在35℃下发酵3天；待发酵结束后取出发酵产物，放在紫外灯下灭菌处理17min，得到自制增韧填料，按重量份数计，称取15份自制增韧填料、4份甘油、1份乙二醇、2份硅烷偶联剂KH550和75份聚乳酸放入混合料机中混合1h后静置17h，得到复合基料，再将复合基料移入双螺杆熔融挤出机中挤出造粒，干燥后即可得到高韧性聚乳酸复合材料，所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区140℃，二区145℃，三区160℃，四区170℃，五区180℃，六区180℃，七区170℃，机头170℃，螺杆转速为370r/min，挤出压力为11MPa。
对照例：
按重量份数计，称取15份乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、4份甘油、1份乙二醇、2份硅烷偶联剂KH550和75份聚乳酸放入混合料机中混合1h后静置17h，得到复合基料，再将复合基料移入双螺杆熔融挤出机中挤出造粒，干燥后即可得到高韧性聚乳酸复合材料，所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区140℃，二区145℃，三区160℃，四区170℃，五区180℃，六区180℃，七区170℃，机头170℃，螺杆转速为370r/min，挤出压力为11MPa。
对实例1至实例3及对照例制备的聚乳酸复合材料进行检测。
拉伸性能：按照ASTM D638测试标准进行测试。
冲击强度：按照ASTM D790测试标准进行测试。
测试结果见表1。
表1
| 测试项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 对照例 |
| 增韧填料 | 自制增韧填料 | 自制增韧填料 | 自制增韧填料 | 乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯 |
| 拉伸强度（MPa） | 78 | 79 | 80 | 65 |
| 断裂伸长率（%） | 20 | 19 | 18 | 15 |
| 缺口冲击强度（kJ/m2） | 9.5 | 8.8 | 8.7 | 7.5 |
| 无缺口冲击强度（kJ/m2） | 59.3 | 62.1 | 63.2 | 50.2 |
本发明制备的高韧性聚乳酸复合材料拉伸强度及冲击强度高，具有极佳的机械性能。
Claims (6)
1.一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取糯米放入水槽中，向水槽中加水直至将糯米完全浸没，静置浸泡，再将浸泡后的糯米和水按质量比为1:3混合后用石磨反复研磨，收集得到从石磨上流下的乳白色糯米浆；
（2）称取糯米浆加入到乙醇溶液中，搅拌混合后超声振荡处理，得到预处理糯米浆；
（3）将磷酸钾、碳酰胺和上述预处理糯米浆混合制得反应液，用浓度为0.1mol/L盐酸调节反应液pH至5.0～5.2，搅拌后超声反应，得到改性糯米浆；
（4）将上述改性糯米浆倒入不锈钢托盘中，使其自然延流成厚度为1～2mm的糯米膜，再将不锈钢托盘放入蒸炉中，在100～120℃下蒸制3～5min后取出，从不锈钢托盘上揭下富有韧性的糯米粉片；
（5）将上述糯米粉片粉碎，得到糯米粉碎块，按等质量比将质量分数为10%的α-淀粉酶溶液和糯米粉碎块混合后装入酶解罐，酶解，过滤分离去除滤液，将滤渣用水冲洗后得到预酶解糯米粉碎块；
（6）称取桃胶放入烧杯中，对烧杯加热直至桃胶完全熔融，将上述预酶解糯米粉碎块和熔融后的桃胶以及蓖麻油，用玻璃棒搅拌混合后得到混合物并移入发酵罐中，再向发酵罐中加入枯草芽孢杆菌菌悬液，搅拌混合均匀后发酵；
（7）待上述发酵结束后取出发酵产物，灭菌处理，得到自制增韧填料，按重量份数计，称取10～20份自制增韧填料、3～5份甘油、1～2份乙二醇、1～3份硅烷偶联剂KH550和70～80份聚乳酸混合1～2h后静置15～20h，得到复合基料，再将复合基料移入双螺杆熔融挤出机中挤出造粒，干燥后即可得到高韧性聚乳酸复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的糯米浆和乙醇溶液的质量比为2:1，乙醇溶液的质量分数为20%，超声振荡温度为20～30℃，超声振荡功率为100W，超声振荡时间为20～25min。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的磷酸钾、碳酰胺和预处理糯米浆的质量比为1:1:25，超声反应频率为40～50KHz，超声反应功率为300～400W，超声反应时间为20～30min。
4.根据权利要求1所述的一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的酶解温度为30～40℃，酶解时间为20～30min。
5.根据权利要求1所述的一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（6）中所述的预酶解糯米粉碎块和熔融后的桃胶以及蓖麻油的质量比为10:5:1，枯草芽孢杆菌菌悬液的加入量为混合物质量的10%，枯草芽孢杆菌菌悬液的浓度为105cfu/mL，发酵温度为30～40℃，发酵时间为2～4天。
6.根据权利要求1所述的一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区130～150℃，二区140～150℃，三区150～170℃，四区160～180℃，五区170～190℃，六区170～190℃，七区165～185℃，机头160～175℃，螺杆转速为350～400r/min，挤出压力为10～12MPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710424688.XA CN107163524A (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710424688.XA CN107163524A (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107163524A true CN107163524A (zh) | 2017-09-15 |
Family
ID=59826099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710424688.XA Pending CN107163524A (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107163524A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107686639A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-13 | 常州新区金利宝塑料制品有限公司 | 一种环保型高拉伸强度聚乳酸复合材料的制备方法 |
| CN108864668A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-11-23 | 常州达奥新材料科技有限公司 | 一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料 |
| CN109096711A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-12-28 | 汕头卜高通美实业有限公司 | 一种大米粉改性聚乳酸复合材料及制备方法 |
| CN111234321A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-05 | 宁波普莱斯帝金属制品有限公司 | 一种可快速降解的淀粉/聚乳酸复合材料的制备方法 |
| CN112920582A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-08 | 广东和润新材料股份有限公司 | 一种增韧增塑改性聚乳酸的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1931906A (zh) * | 2005-09-16 | 2007-03-21 | 李小鲁 | 可生物降解组合物及其制备方法以及膜制品 |
| CN101792492A (zh) * | 2009-12-10 | 2010-08-04 | 安徽农业大学 | 一种变性大米多孔淀粉及其变性方法和用途 |
| CN106800755A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-06-06 | 常州市阿曼特化工有限公司 | 一种利用造纸黑液制备高韧性聚乳酸的方法 |
-
2017
- 2017-06-07 CN CN201710424688.XA patent/CN107163524A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1931906A (zh) * | 2005-09-16 | 2007-03-21 | 李小鲁 | 可生物降解组合物及其制备方法以及膜制品 |
| CN101792492A (zh) * | 2009-12-10 | 2010-08-04 | 安徽农业大学 | 一种变性大米多孔淀粉及其变性方法和用途 |
| CN106800755A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-06-06 | 常州市阿曼特化工有限公司 | 一种利用造纸黑液制备高韧性聚乳酸的方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107686639A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-13 | 常州新区金利宝塑料制品有限公司 | 一种环保型高拉伸强度聚乳酸复合材料的制备方法 |
| CN107686639B (zh) * | 2017-09-25 | 2019-08-27 | 东阳市凯达塑业有限公司 | 一种环保型高拉伸强度聚乳酸复合材料的制备方法 |
| CN109096711A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-12-28 | 汕头卜高通美实业有限公司 | 一种大米粉改性聚乳酸复合材料及制备方法 |
| CN108864668A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-11-23 | 常州达奥新材料科技有限公司 | 一种高透型tpe类弹性玩具高光润滑母料 |
| CN111234321A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-05 | 宁波普莱斯帝金属制品有限公司 | 一种可快速降解的淀粉/聚乳酸复合材料的制备方法 |
| CN111234321B (zh) * | 2020-03-31 | 2021-11-12 | 深圳市富恒新材料股份有限公司 | 一种可快速降解的淀粉/聚乳酸复合材料的制备方法 |
| CN112920582A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-08 | 广东和润新材料股份有限公司 | 一种增韧增塑改性聚乳酸的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107163524A (zh) | 一种高韧性聚乳酸复合材料的制备方法 | |
| CN101805499B (zh) | 一种全降解热塑复合材料及其片材 | |
| CN108587087B (zh) | 一种用于环保餐具的可降解聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN101386709A (zh) | 木塑复合材料及其制备方法 | |
| CN109294193B (zh) | 一种可生物降解食品包装材料及其制备方法 | |
| CN101608027A (zh) | 以植物皮壳、纤维、植物粉为原料的可降解橡塑膜及其制备方法 | |
| CN103992518B (zh) | 一种可生物降解的包装材料 | |
| CN107828226A (zh) | 一种可控降解的生物全降解塑料及其制备方法 | |
| US12084551B2 (en) | Tea fiber/PHBV/PBAT ternary composite and preparation method and application thereof | |
| CN103214694A (zh) | 一种苎麻骨可降解餐具及其制造方法 | |
| CN109320933B (zh) | 一种增强增韧竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN107603254A (zh) | 一种可降解一次性餐具及其制备方法 | |
| CN103450643B (zh) | 以邻苯二甲酸酐改善纤维素纳米晶和脂肪族聚酯相容性的方法 | |
| CN113861631A (zh) | 一种生物可降解pbs/稻壳复合材料及其制备方法 | |
| CN111410822A (zh) | 一种pbat/pla淀粉基完全生物降解材料及其制备方法 | |
| CN106800755B (zh) | 一种利用造纸黑液制备高韧性聚乳酸的方法 | |
| CN102952292B (zh) | 一种淀粉酯完全生物降解塑料及制备方法 | |
| CN104497609B (zh) | 一种全纤维可降解复合材料的制备方法 | |
| CN107880502A (zh) | 一种生物全降解塑料及其制备方法 | |
| CN101921411A (zh) | 资源综合利用型生物降解环保材料及制备方法 | |
| CN109825048A (zh) | 一种pla/pbat复合材料及其制备方法 | |
| CN102408588B (zh) | 非主粮植物变性淀粉制作的全生物分解树脂的制备方法 | |
| CN1160401C (zh) | 淀粉基降解环保材料及制造方法 | |
| TW552290B (en) | Biodegradable blend composition of starch and plastic, and production method therefor | |
| WO2018157453A1 (zh) | 一种纳米纤维素及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180427 Address after: 213004 room 103, unit 59, 59 Li Hua Village, Tianning District, Changzhou, Jiangsu Applicant after: Zhu Wenjie Address before: 213102 room 1106, Guanghua Street, Zhong Lou District, Changzhou, Jiangsu, China, 20 Applicant before: Changzhou Jian Xuan Textile Co., Ltd. |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170915 |