CN109467892A - 一种用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料及制备方法和基于其的育苗容器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物降解材料技术领域，公开了一种用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料及其制备方法和育苗容器。本发明复合材料由包括以下重量百分比的组分组成：10～50％聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物，5～20％聚乳酸，20～50％热塑性淀粉，20～50％改性甘蔗渣，1～15％水溶性致孔剂，0～5％其他助剂；所述改性甘蔗渣为改性剂改性后得到的甘蔗渣，所述改性剂为γ‑氨丙基三乙氧基硅烷，γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和马来酸酐的至少一种，改性剂用量为甘蔗渣质量的0.5～2％。本发明还提供一种基于上述复合材料的育苗容器，可应用于花卉、中药材、果蔬等的育苗，有效提高作物的生产和培育效果。

Description

一种用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料 及制备方法和基于其的育苗容器
技术领域
本发明属于生物降解材料技术领域，特别涉及一种用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料及其制备方法和育苗容器。
背景技术
近年来，随着人类环保意识的增强，不能降解塑料随意丢弃造成的“白色污染”问题越来越受到人们的关注。在农用塑料领域，“白色污染”主要产生于完成使用功能后的聚乙烯地膜、完成育苗功能后的黑色育苗钵以及农药包装容器(塑料袋和塑料瓶)。未及时回收处理的农用塑料，在造成视觉污染同时，更为严重的是会降低土壤质量，引起土壤板结，最终影响作物产量。为此，如何消除农业面源污染一直为近些年研究的热点，而研制可完全生物降解农用塑料制品是一条可彻底消除农业“白色污染”的有效途径。
目前针对可完全生物降解育苗容器的研究，重点主要放在可生物降解材料的改性及其高效成型育苗容器方面，往往忽视了育苗容器的降解性能是否与作物根系生长相适应的问题。
生物降解树脂(PLA、PBAT)在自然土壤环境下的降解速率较为缓慢，由生物降解树脂为主要成分的育苗钵在实际育苗过程中，根系往往只能通过设计的孔口穿出容器外吸收营养，从而在一定程度上束缚了根系的发展。以植物纤维或淀粉为主要填充成分制成的生物降解育苗钵，在实际应用过程中，作物常常以根系胀大后“撑破”育苗容器的方式脱离容器的束缚。
为此，如何把控生物降解育苗容器的降解规律与作物生长相协调是一项需要解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料。
本发明另一目的在于提供一种上述用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料的制备方法。
本发明再一目的在于提供一种基于上述用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料的育苗容器。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料，由包括以下重量百分比的组分组成：10～50％聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)，5～20％聚乳酸(PLA)，20～50％热塑性淀粉，20～50％改性甘蔗渣，1～15％水溶性致孔剂，0～5％其他助剂。
所述改性甘蔗渣为改性剂改性后得到的甘蔗渣，所述改性剂可为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和马来酸酐的至少一种，改性剂用量为甘蔗渣质量的0.5～2％。
所述改性甘蔗渣由包括以下步骤方法制备得到：将改性剂溶于溶剂中，再喷洒至甘蔗渣中，搅拌混合得到。
其中，所述改性剂和溶剂的质量比优选为1:3～1:6。
所述KH550优选溶于乙醇；KH560优选溶于甲醇；马来酸酐优选溶于丙酮。
所述甘蔗渣使用前优选进行烘干。
所述喷洒优选在高速混合机中进行，更优选为先将甘蔗渣置于高速混合机中，混合过程中进行喷洒，喷洒后继续搅拌混合20～60min。所述混合后晾干即可得到改性甘蔗渣。
所述的水溶性致孔剂为高分子材料水溶性致孔剂和无机材料水溶性致孔剂中的一种以上。
所述高分子材料水溶性致孔剂包括热塑性聚乙烯醇、水溶性淀粉衍生物、羧甲基纤维素、阿拉伯胶、聚乙二醇、聚季铵盐等。
所述无机材料水溶性致孔剂包括硝酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾、硫酸钾等。
所述热塑性淀粉为本领域常规使用的热塑性淀粉即可，如可为甘油热塑性淀粉、甲酰胺热塑性淀粉、乙二醇热塑性淀粉的至少一种。
所述其他助剂可包括本领域常规使用的助剂，如抗氧化剂、脱模剂、润滑剂和流动助剂等；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂2112和抗氧剂BHT中的至少一种，其占原料的重量百分比为0.1～1％；所述脱模剂为滑石粉和白炭黑中的至少一种，其占原料的重量百分比为0.5～2％；所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种，其占原料的重量百分你为0.2～1％；所述流动助剂为硅酮粉和CBT中的至少一种，其占原料的重量百分比为0.2～1％。
本发明还提供一种上述用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)把改性甘蔗渣和热塑性淀粉高速混合，100～300r/min混合5～10min；
(2)把水溶性致孔剂、其他助剂缓慢加入上述混合物料中，300～1000r/min的速度下混合10～30min，直至混合料料温在机械力作用下达到50～90℃；
(3)把PBAT和PLA加入到步骤(2)得到的混合料中，在50～200r/min搅拌2～5min，自然冷却；
(4)将冷却后物料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，通过风冷模面热切造粒，制备得到水溶致孔性复合材料。
步骤(4)中，所述挤出的工艺优选为：螺杆直径36～65mm，挤出温度为160～200℃，进料螺杆转速为20～60r/min，挤出螺杆转速为180～300r/min，切粒速度为200～600r/min。
本发明还提供一种基于上述用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料的育苗容器，通过将水溶致孔性复合材料加入到注塑成型机中，通过定制模具直接注射成型，其中注塑温度为170～210℃，注射速度为40～90mm/s，注塑压力为50～150MPa，模具设计有热流道和温控流道，模温设定为40～80℃。
本发明育苗容器可应用于花卉、中药材、果蔬等的育苗。
本发明复合材料的原料甘蔗渣和淀粉来源广泛、可再生、价格低廉，与PBAT、PLA复合能在一定程度上解决生物降解树脂价格高而难以推广的问题。由复合材料制备的育苗容器在自然环境下能完全降解，可避免造成“白色污染”的现象。本发明通过采用特殊改性的甘蔗渣结合水溶性致孔剂、热塑性淀粉，有效把控生物降解育苗容器的降解规律与作物生长相协调，既有效保障复合材料制备成型后、移栽前孔洞未完全形成，有利于基质的保水保湿且能保证容器一定的机械性能，移栽后逐步形成孔洞，并有利于作物根系穿透，避免由于育苗容器降解不及时造成作物营养不良而受到的影响。同时，加入的无机材料致孔剂(硝酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾等)水溶后能作为作物的氮磷钾供给来源，有效提高作物的生产和培育效果。
本发明的复合材料和育苗容器的制备方法简单，易于控制，可操作性强，生产成本较为低廉，生产效率高，易于工业化大规模生产，具有很好的经济效益和广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
下列实施例中涉及的物料均可从商业渠道获得。
实施例1
物料：PBAT(BASF Ecoflex)300质量份，PLA(NatureWorks 4032D)150质量份，热塑性淀粉(武汉华丽环保科技有限公司)200质量份，KH550改性甘蔗渣200质量份，硝酸钾(天津市大茂化学试剂公司)50质量份，热塑性聚乙烯醇(潍坊华潍新材料科技有限公司)50质量份，抗氧剂1010(德国巴斯夫)10质量份，硬脂酸(天津市大茂化学试剂公司)10质量份，CBT(武汉超支化树脂有限公司)10质量份，滑石粉(广州市铧骏滑石粉有限公司)20质量份。
预混料：(1)将热塑性淀粉和改性甘蔗渣放入高速混合机中，在200r/min下混合5分钟；(2)将硝酸钾、热塑性聚乙烯醇、抗氧剂1010、硬脂酸、CBT、滑石粉先行稍微混合后，慢慢加入正在搅拌的步骤(1)的预混料中，加完后提高搅拌速度至500r/min，继续搅拌10min～30min，直至混合料料温在机械力作用下达到80～90℃；(3)将PBAT和PLA加入步骤(2)得到的混合料中，在100r/min下搅拌3min，自然冷却后备用。
挤出造粒：将获得的预混料直接加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，通过风冷模面热切造粒制备水溶致孔性复合材料。其中螺杆直径为45mm，挤出温度设定为100℃、130℃、160℃、170℃、170℃、170℃、165℃、160℃，进料螺杆转速为30r/min，挤出螺杆转速为220r/min，切粒速度为450r/min。
注塑成型：将上述制备的复合材料粒料直接加入注塑成型机中，通过定制的超薄育苗容器模具注射成型得到育苗容器(厚度为0.4mm)，其中注塑温度为160℃、170℃、170℃、180℃，注射速度为55mm/min，注塑压力为60MPa，模温设定为50℃。
实施例2
物料：PBAT(BASF Ecoflex)200质量份，PLA(NatureWorks 4032D)50质量份，热塑性淀粉(武汉华丽环保科技有限公司)300质量份，KH550改性蔗渣(自制)300质量份，硝酸钾(天津市大茂化学试剂公司)50质量份，热塑性聚乙烯醇(潍坊华潍新材料科技有限公司)50质量份，抗氧剂1010(德国巴斯夫)10质量份，硬脂酸钙(天津市大茂化学试剂公司)20质量份，CBT(武汉超支化树脂有限公司)10质量份，白炭黑(广州市铧骏滑石粉有限公司)10质量份。
预混料：(1)将热塑性淀粉和改性甘蔗渣放入高速混合机中，在200r/min下混合5分钟；(2)将热塑性聚乙烯醇、硝酸钾、抗氧剂1010、硬脂酸钙、CBT、白炭黑先行稍微混合后，慢慢加入正在搅拌的(1)步骤的预混料中，加完后提高搅拌速度至500r/min，继续搅拌10min～30min中，直至混合料料温在机械力作用下达到80～90℃；(3)将PBAT和PLA加入步骤(2)得到的混合料中，在100r/min下搅拌3min，自然冷却后备用。
挤出造粒：将获得的预混料直接加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，通过风冷模面热切造粒制备水溶致孔性复合材料。其中螺杆直径为45mm，挤出温度设定为100℃、130℃、165℃、175℃、175℃、175℃、170℃、165℃，进料螺杆转速为45r/min，挤出螺杆转速为220r/min，切粒速度为450r/min。
注塑成型：将制备的复合材料粒料直接加入注塑成型机中，通过定制的超薄育苗容器模具注射成型，得到育苗容器(厚度为0.4mm)，其中注塑温度为170℃、180℃、180℃、190℃，注射速度为75mm/min，注塑压力为85MPa，模温设定为60℃。
实施例3
物料：PBAT(BASF Ecoflex)200质量份，PLA(NatureWorks 4032D)50质量份，热塑性淀粉(武汉华丽环保科技有限公司)300质量份，KH550改性蔗渣(自制)300质量份，硝酸钾(天津市大茂化学试剂公司)80质量份，热塑性聚乙烯醇(潍坊华潍新材料科技有限公司)20质量份，抗氧剂1010(德国巴斯夫)10质量份，硬脂酸钙(天津市大茂化学试剂公司)20质量份，CBT(武汉超支化树脂有限公司)10质量份，白炭黑(广州市铧骏滑石粉有限公司)10质量份。
预混料：(1)将热塑性淀粉和改性甘蔗渣放入高速混合机中，在200r/min下混合5分钟；(2)将热塑性聚乙烯醇、硝酸钾、抗氧剂1010、硬脂酸钙、CBT、白炭黑先行稍微混合后，慢慢加入正在搅拌的(1)步骤的预混料中，加完后提高搅拌速度至500r/min，继续搅拌10min～30min中，直至混合料料温在机械力作用下达到80～90℃；(3)将PBAT和PLA加入步骤(2)得到的混合料中，在100r/min下搅拌3min，自然冷却后备用。
挤出造粒：将获得的预混料直接加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，通过风冷模面热切造粒制备水溶致孔性复合材料。其中螺杆直径为45mm，挤出温度设定为100℃、130℃、165℃、175℃、175℃、175℃、170℃、165℃，进料螺杆转速为45r/min，挤出螺杆转速为220r/min，切粒速度为450r/min。
注塑成型：将制备的复合材料粒料直接加入注塑成型机中，通过定制的超薄育苗容器模具注射成型，得到育苗容器(厚度为0.4mm)，其中注塑温度为170℃、180℃、180℃、190℃，注射速度为75mm/min，注塑压力为85MPa，模温设定为60℃。
实施例4
物料：PBAT(BASF Ecoflex)200质量份，PLA(NatureWorks 4032D)50质量份，热塑性淀粉(武汉华丽环保科技有限公司)300质量份，KH550改性蔗渣(自制)300质量份，磷酸二氢钾(成都化工股份有限公司)50质量份，羧甲基纤维素(广州松柏化工有限公司)50质量份，抗氧剂1010(德国巴斯夫)10质量份，硬脂酸钙(天津市大茂化学试剂公司)20质量份，CBT(武汉超支化树脂有限公司)10质量份，白炭黑(广州市铧骏滑石粉有限公司)10质量份。
预混料：(1)将热塑性淀粉和改性甘蔗渣放入高速混合机中，在200r/min下混合5分钟；(2)将热塑性聚乙烯醇、硝酸钾、抗氧剂1010、硬脂酸钙、CBT、白炭黑先行稍微混合后，慢慢加入正在搅拌的(1)步骤的预混料中，加完后提高搅拌速度至500r/min，继续搅拌10min～30min中，直至混合料料温在机械力作用下达到80～90℃；(3)将PBAT和PLA加入步骤(2)得到的混合料中，在100r/min下搅拌3min，自然冷却后备用。
挤出造粒：将获得的预混料直接加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，通过风冷模面热切造粒制备水溶致孔性复合材料。其中螺杆直径为45mm，挤出温度设定为100℃、130℃、165℃、175℃、175℃、175℃、170℃、165℃，进料螺杆转速为45r/min，挤出螺杆转速为220r/min，切粒速度为450r/min。
注塑成型：将制备的复合材料粒料直接加入注塑成型机中，通过定制的超薄育苗容器模具注射成型，得到育苗容器(厚度为0.4mm)，其中注塑温度为170℃、180℃、180℃、190℃，注射速度为75mm/min，注塑压力为85MPa，模温设定为60℃。
实施例5
物料：PBAT(BASF Ecoflex)200质量份，PLA(NatureWorks 4032D)50质量份，热塑性淀粉(武汉华丽环保科技有限公司)300质量份，KH550改性蔗渣(自制)300质量份，硝酸钾(天津市大茂化学试剂公司)100质量份，抗氧剂BHT(南京宁康化工有限公司)10质量份，硬脂酸(天津市大茂化学试剂公司)10质量份，硅酮粉(建德市凯杰塑料增韧材料有限公司)10质量份，滑石粉(广州市铧骏滑石粉有限公司)20g质量份。
预混料：(1)将热塑性淀粉和改性甘蔗渣放入高速混合机中，在200r/min下混合5分钟；(2)将硝酸钾、抗氧剂BHT、硬脂酸、硅酮粉、滑石粉先行稍微混合后，慢慢加入正在搅拌的(1)步骤的预混料中，加完后提高搅拌速度至500r/min，继续搅拌10min～30min中，直至混合料料温在机械力作用下达到80～90℃；(3)将PBAT和PLA加入步骤(2)得到的混合料中，在100r/min下搅拌3min，自然冷却后备用。
挤出造粒：将预混料直接加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，通过风冷模面热切造粒制备水溶致孔性复合材料。其中螺杆直径为45mm，挤出温度设定为100℃、130℃、165℃、175℃、175℃、175℃、170℃、165℃，进料螺杆转速为45r/min，挤出螺杆转速为220r/min，切粒速度为450r/min。
注塑成型：将制备的复合材料粒料直接加入注塑成型机中，通过定制的超薄育苗容器模具注射成型，得到育苗容器(厚度为0.4mm)，其中注塑温度为170℃、180℃、180℃、190℃，注射速度为75mm/min，注塑压力为85MPa，模温设定为60℃。
对比例1
物料：PBAT(BASF Ecoflex)200质量份，PLA(NatureWorks 4032D)50质量份，热塑性淀粉(武汉华丽环保科技有限公司)300质量份，KH550改性蔗渣(自制)300质量份，抗氧剂1010(德国巴斯夫)10质量份，硬脂酸(天津市大茂化学试剂公司)10质量份，CBT(武汉超支化树脂有限公司)10质量份，滑石粉(广州市铧骏滑石粉有限公司)20质量份。
预混料：(1)将热塑性淀粉和改性甘蔗渣放入高速混合机中，在200r/min下混合5分钟；(2)将抗氧剂1010、硬脂酸、CBT、滑石粉先行稍微混合后，慢慢加入正在搅拌的步骤(1)的预混料中，加完后提高搅拌速度至500r/min，继续搅拌10min-30min，直至混合料料温在机械力作用下达到80～90℃；(3)将PBAT和PLA加入步骤(2)得到的混合料中，在100r/min下搅拌3min，自然冷却后备用。
挤出造粒：将上述获得的预混料直接加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，通过风冷模面热切造粒制备水溶致孔性复合材料。其中螺杆直径为45mm挤出温度设定为100℃、130℃、165℃、175℃、175℃、175℃、170℃、165℃，进料螺杆转速为45r/min，挤出螺杆转速为220r/min，切粒速度为450r/min。
注塑成型：将制备的复合材料粒料直接加入注塑成型机中，通过定制的超薄育苗容器模具注射成型，得到育苗容器(厚度为0.4mm)，其中注塑温度为170℃、180℃、180℃、190℃，注射速度为75mm/min，注塑压力为85MPa，模温设定为60℃。
实施例1～5和对比例1所制备的育苗容器在水果玉米上的应用情况见表1所示。通过观察发现，实施例1～5的育苗容器在移栽埋入土壤两周左右，作物根系能延水溶形成的孔口顺利穿过容器外吸收营养，而对比例1所制备的育苗容器在一个月内，作物根系基本只能延模塑形成的容器底孔穿出容器外。通过对比实施例1～5与对比例1的各项数据，发现含有致孔剂的育苗容器所培育的水果玉米的农艺性状各项数据均优于不含致孔剂对比例1。
表1不同育苗容器在水果玉米上应用的农艺性状比较
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料，其特征在于由包括以下重量百分比的组分组成：10～50％聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物，5～20％聚乳酸，20～50％热塑性淀粉，20～50％改性甘蔗渣，1～15％水溶性致孔剂，0～5％其他助剂；
所述改性甘蔗渣为改性剂改性后得到的甘蔗渣，所述改性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和马来酸酐的至少一种，改性剂用量为甘蔗渣质量的0.5～2％。
2.根据权利要求1所述的用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料，其特征在于：所述改性甘蔗渣由包括以下步骤方法制备得到：将改性剂溶于溶剂中，再喷洒至甘蔗渣中，搅拌混合得到；其中，所述改性剂和溶剂的质量比为1:3～1:6。
3.根据权利要求1所述的用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料，其特征在于：所述的水溶性致孔剂为高分子材料水溶性致孔剂和无机材料水溶性致孔剂中的一种以上。
4.根据权利要求3所述的用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料，其特征在于：所述高分子材料水溶性致孔剂包括热塑性聚乙烯醇、水溶性淀粉衍生物、羧甲基纤维素、阿拉伯胶、聚乙二醇和聚季铵盐中的至少一种；
所述无机材料水溶性致孔剂包括硝酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾和硫酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料，其特征在于：所述热塑性淀粉包括甘油热塑性淀粉、甲酰胺热塑性淀粉、乙二醇热塑性淀粉的至少一种；所述的其他助剂包括抗氧化剂、脱模剂、润滑剂和流动助剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料，其特征在于：
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂2112和抗氧剂BHT中的至少一种，其占原料的重量百分比为0.1～1％；
所述脱模剂为滑石粉和白炭黑中的至少一种，其占原料的重量百分比为0.5～2％；
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种，其占原料的重量百分比为0.2～1％；
所述流动助剂为硅酮粉和CBT中的至少一种，其占原料的重量百分比为0.2～1％。
7.一种权利要求1～6任一项所述的用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)把改性甘蔗渣和热塑性淀粉高速混合，100～300r/min混合5～10min；
(2)把水溶性致孔剂、其他助剂缓慢加入上述混合物料中，300～1000r/min的速度下混合10～30min，直至混合料料温在机械力作用下达到50～90℃；
(3)把聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物和聚乳酸加入到步骤(2)得到的混合料中，在50～200r/min搅拌2～5min，自然冷却；
(4)将冷却后物料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，通过风冷模面热切造粒，制备得到水溶致孔性复合材料。
8.根据权利要求7任一项所述的用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述挤出的工艺为：螺杆直径36～65mm，挤出温度为160～200℃，进料螺杆转速为20～60r/min，挤出螺杆转速为180～300r/min，切粒速度为200～600r/min。
9.一种基于权利要求1～6任一项所述的用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料的育苗容器。
10.根据权利要求9所述的育苗容器，其特征在于：通过将权利要求1～6任一项所述的用于制备育苗容器的水溶致孔性完全生物降解复合材料加入到注塑成型机中，通过定制模具直接注射成型，其中注塑温度为170～210℃，注射速度为40～90mm/s，注塑压力为50～150MPa，模具设计有热流道和温控流道，模温设定为40～80℃。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110467803A (zh) * 2019-08-07 2019-11-19 东莞市汇林生物科技有限公司 一种挤出反应增容蔗渣基生物降解复合材料及其制备方法
CN113174656A (zh) * 2021-06-10 2021-07-27 宁波马菲羊纺织科技有限公司 一种生物降解纤维及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09124377A (ja) * 1995-11-01 1997-05-13 Shimizu Corp 多孔質コンクリートの形成方法
JP2002305975A (ja) * 2001-04-11 2002-10-22 Sakata Kyoko 生分解性植物補給剤
CN102471564A (zh) * 2009-07-10 2012-05-23 尤尼吉可株式会社 聚乳酸系树脂组合物及成型体
CN105273376A (zh) * 2014-08-29 2016-01-27 陈再荣 一种生物降解材料及其制备方法与用途
CN106280343A (zh) * 2016-09-20 2017-01-04 广东省生物工程研究所（广州甘蔗糖业研究所） 一种蔗渣接枝共聚物增强的可生物降解复合材料及其制备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09124377A (ja) * 1995-11-01 1997-05-13 Shimizu Corp 多孔質コンクリートの形成方法
JP2002305975A (ja) * 2001-04-11 2002-10-22 Sakata Kyoko 生分解性植物補給剤
CN102471564A (zh) * 2009-07-10 2012-05-23 尤尼吉可株式会社 聚乳酸系树脂组合物及成型体
CN105273376A (zh) * 2014-08-29 2016-01-27 陈再荣 一种生物降解材料及其制备方法与用途
CN106280343A (zh) * 2016-09-20 2017-01-04 广东省生物工程研究所（广州甘蔗糖业研究所） 一种蔗渣接枝共聚物增强的可生物降解复合材料及其制备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高冬: "《实用PVC木塑发泡板技术手册》", 31 January 2015 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110467803A (zh) * 2019-08-07 2019-11-19 东莞市汇林生物科技有限公司 一种挤出反应增容蔗渣基生物降解复合材料及其制备方法
CN113174656A (zh) * 2021-06-10 2021-07-27 宁波马菲羊纺织科技有限公司 一种生物降解纤维及其制备方法
CN113174656B (zh) * 2021-06-10 2022-09-16 宁波马菲羊纺织科技有限公司 一种生物降解纤维及其制备方法

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