CN107383814A - 小麦秸秆聚乳酸复合材料及其制备方法 - Google Patents

小麦秸秆聚乳酸复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子复合材料领域，具体地涉及一种小麦秸秆聚乳酸复合材料及其制备方法。所述的小麦秸秆聚乳酸复合材料由包括如下重量份的原料制备得到：聚乳酸55‑90份，小麦秸秆10‑45份，抗菌剂1‑4份，纳米二氧化钛5‑10份，相容剂1‑10份，抗氧剂0.5‑1份；其中，小麦秸秆用NaHCO3与KCl的混合溶液处理。本发明还提供小麦秸秆聚乳酸复合材料的制备方法。本发明通过纳米二氧化钛与抗菌剂共同提高复合材料的抗菌性。

Description

小麦秸秆聚乳酸复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料领域，具体地涉及一种小麦秸秆聚乳酸复合材料及其制备方法。
背景技术
聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。然而聚乳酸存在一些缺点，由于其结晶性低导致其强度低。
我国是农业大国，每年的农作物秸秆产量巨大，大量的秸秆处于闲置无法利用的状态，这些秸秆大部分被随意焚烧，不仅浪费资源而且严重污染环境。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种小麦秸秆聚乳酸复合材料及其制备方法。该小麦秸秆聚乳酸复合材料具有良好的力学性能和生物可降解型，同时还具备一定的阻燃性与抗菌性。
为此，本发明的一个方面提供了一种小麦秸秆聚乳酸复合材料，按重量份计，其制备原料包括：
聚乳酸 55-90份
小麦秸秆 10-45份
抗菌剂 1-4份
纳米二氧化钛 5-10份
相容剂 1-10份
抗氧剂 0.5-1份
优选地，所述小麦秸秆用NaHCO3与KCl的混合溶液处理。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚乳酸为L型聚乳酸与D型聚乳酸的复配物，所述L型聚乳酸与D型聚乳酸的重量配比为2:(1-4)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述小麦秸秆细度为100-200目，长度为6-10mm。
作为本发明一种优选的技术方案，所述小麦秸秆为红小麦秸秆。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抗菌剂为纳米氧化锶与磷酸锆的复配物。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抗菌剂为纳米氧化锶与磷酸锆的复配物，所述纳米氧化锶与磷酸锆的重量配比为1:(0.1-1)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述相容剂为间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、邻羟基苯甲酸苯酯、二异氰酸酯中的一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抗氧剂由重量比为1:(3-1)抗氧剂1010与抗氧剂168组成的复合抗氧剂。
作为本发明一种优选的技术方案，所述NaHCO3与KCl的混合溶液中NaHCO3与KCl的物质的量比为3:1。
本发明的另一方面提供了制备小麦秸秆聚乳酸复合材料的方法，包括如下步骤：
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡10-60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的小麦秸秆按配比与聚乳酸、抗菌剂、相容剂、抗氧剂通过高速混合机搅拌15-30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
优选地，所述双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
本发明制得的小麦秸秆聚乳酸复合材料，具备良好的阻燃性与抗菌性，同时还具备良好的力学性能和生物可降解性。
具体实施方式
实施例1
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与53.3重量份L型聚乳酸、26.7重量份D型聚乳酸、1.82重量份纳米氧化锶、0.18重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例2
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与40重量份L型聚乳酸、40重量份D型聚乳酸、1.82重量份纳米氧化锶、0.18重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例3
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、1.82重量份纳米氧化锶、0.18重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例4
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.73重量份纳米氧化锶、0.27重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入5重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例5
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入5重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例6
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2重量份纳米氧化锶、1重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入5重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例7
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、1.76重量份纳米氧化锶、1.24重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入5重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例8
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、1.5重量份纳米氧化锶、1.5重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入5重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例9
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例10
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入10重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例11
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、5重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.13重量份抗氧剂1010、0.47重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例12
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、2重量份邻羟基苯甲酸苯酯、0.13重量份抗氧剂1010、0.47重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例13
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、2重量份二异氰酸酯、0.13重量份抗氧剂1010、0.47重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例14
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、2重量份邻羟基苯甲酸苯酯、0.18重量份抗氧剂1010、0.52重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例15
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、2重量份邻羟基苯甲酸苯酯、0.23重量份抗氧剂1010、0.47重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例16
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、2重量份邻羟基苯甲酸苯酯、0.35重量份抗氧剂1010、0.35重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例17
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的10重量份的小麦秸秆与22重量份L型聚乳酸、33重量份D型聚乳酸、0.77重量份纳米氧化锶、0.23重量份磷酸锆、0.6重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.4重量份邻羟基苯甲酸苯酯、0.25重量份抗氧剂1010、0.75重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
实施例18
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的45重量份的小麦秸秆与36重量份L型聚乳酸、54重量份D型聚乳酸、3.08重量份纳米氧化锶、0.92重量份磷酸锆、6重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、4重量份邻羟基苯甲酸苯酯、0.25重量份抗氧剂1010、0.75重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
为了对比本发明实施例1-18得到的小麦秸秆聚乳酸复合材料总不同组分的功效，设置三项对比实施例，分别为：
对比例1
（1）将小麦秸秆不经过NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、2.31重量份纳米氧化锶、0.69重量份磷酸锆、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
对比例2
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入7重量份纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
对比例3
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h。
（2）将步骤（1）得到的20重量份的小麦秸秆与32重量份L型聚乳酸、48重量份D型聚乳酸、3重量份间-异丙烯基-2,2-二甲基苯酰异氰酸酯、0.15重量份抗氧剂1010、0.45重量份抗氧剂168通过高速混合机搅拌30min，形成混合物料。
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料。
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
测试方法
抗菌测试
1、测试标准：QB/T 2591-2003A《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》
检测用菌：大肠杆菌（Escherichia coli）ATCC 25922
金黄葡萄球菌（Staphylococcus aureus）ATCC 6538
2、抗菌测试步骤：参照抗菌塑料检测标准QB/T 2591-2003A进行测试，具体步骤如下：将待测样品用75％乙醇消毒处理并晾干，将菌种用无菌水稀释成适当浓度的菌悬液备用。取0.2mL的菌悬液滴在样品表面，用0.1mm厚的聚乙烯薄膜(4.0cm×4.0cm)覆于其上，使菌悬液在样品和薄膜间形成均匀的液膜。在37℃保持相对湿度90％培养18～24小时。用无菌水将菌液洗下，稀释成适当的浓度梯度，取0.1mL均匀涂布在已制备好的无菌琼脂培养基上。于37℃培养 18～24小时，观察结果。阴性对照用无菌平皿代替，其他操作相同。
极限氧指数测试
测试标准GB/T 2406-93《塑料燃烧性能试验方法-氧指数法》
表1示出了上述测试结果。
表1
从表1的测试结果可以看出，本发明制备得小麦秸秆聚乳酸复合材料具备良好的阻燃性与抗菌性，同时还具备良好的力学性能和生物可降解性，从对比例1的结果可以看出，经过NaHCO3与KCl的混合溶液浸泡可以提高复合材料的阻燃性能，从对比例2和3的结果可以看出，抗菌剂与纳米二氧化钛可以提高复合材料的抗菌性，同时二氧化钛可以提高复合材料的力学性能，因此提供了本发明的有益技术效果。

Claims (10)

1.小麦秸秆聚乳酸复合材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：
聚乳酸 55-90份
小麦秸秆 10-45份
抗菌剂 1-4份
纳米二氧化钛 5-10份
相容剂 1-10份
抗氧剂 0.5-1份
所述小麦秸秆用NaHCO3与KCl的混合溶液处理。
2.如权利要求1所述的小麦秸秆聚乳酸复合材料，其特征在于：所述聚乳酸为L型聚乳酸与D型聚乳酸的复配物，所述L型聚乳酸与D型聚乳酸的重量配比为2:(1-4)。
3.如权利要求1所述的小麦秸秆聚乳酸复合材料，其特征在于：所述小麦秸秆细度为100-200目，长度为6-10mm。
4.如权利要求1所述的小麦秸秆聚乳酸复合材料，其特征在于：所述抗菌剂为纳米氧化锶与磷酸锆的复配物。
5.如权利要求4所述的小麦秸秆聚乳酸复合材料，其特征在于：所述抗菌剂为纳米氧化锶与磷酸锆的复配物，所述纳米氧化锶与磷酸锆的重量配比为1:(0.1-1)。
6.如权利要求1所述的小麦秸秆聚乳酸复合材料，其特征在于：所述相容剂为间-异丙烯基-2，2-二甲基苯酰异氰酸酯、邻羟基苯甲酸苯酯、二异氰酸酯中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的小麦秸秆聚乳酸复合材料，其特征在于：所述抗氧剂由重量比为1:(3-1)抗氧剂1010与抗氧剂168组成的复合抗氧剂。
8.如权利要求1所述的小麦秸秆聚乳酸复合材料，其特征在于，所述NaHCO3与KCl的混合溶液中NaHCO3与KCl的物质的量比为3:1。
9.如权利要求1-8所述的小麦秸秆聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将小麦秸秆放置在NaHCO3与KCl的混合溶液中浸泡10-60min，取出静置30min后，在60-80℃下烘干，烘干时间6-8h；
（2）将步骤（1）得到的小麦秸秆按配比与聚乳酸、抗菌剂、相容剂、抗氧剂通过高速混合机搅拌15-30min，形成混合物料；
（3）将步骤（2）得到的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在第四区处通过侧位加料的方式加入纳米二氧化钛，然后挤出、造粒得到聚乳酸复合材料；
（4）最后将步骤（3）得到的粒料在注塑机中注塑成型，注塑温度在180-200℃。
10.如权利要求9所述小麦秸秆聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的各区温度为一区温度70～100℃，二区温度120～150℃，三区温度190～210℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度170～180℃；挤出机螺杆的转速为250～400r/min。
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