CN111978633A - 一种可降解塑料瓦楞板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可降解塑料瓦楞板，包括以下重量份的组分：10％～20％的改性木质纤维素、15％～25％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯；所述改性木质纤维素的制备方法包括以下步骤：(1)将秸秆或者木质原料粉碎后置于质量浓度10％～20％的硫酸溶液中在70～90℃下处理3～6小时，固液分离后用水清洗固体并除水；(2)将除水后的固体分散在N,N‑二甲基乙酰胺中乳化10～20分钟；(3)固液分离干燥得到所述改性木质纤维素。本发明的可降解塑料瓦楞板以聚丙烯为主要基材，并且将聚丙烯与聚乳酸、木质纤维素混合，并且通过对木质纤维素的改性，提高了可降解塑料瓦楞板的降解性能和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及有机聚合物复合材料领域，具体涉及一种可降解塑料瓦楞板。
背景技术
塑料瓦楞板又叫做塑料中空板、万通板、波纹板等，是一种具有类似瓦楞纸形状特点的塑料异型板材。塑料瓦楞板在很多领域可作为纸板、木板、铝板、玻璃板等板材的替代品，由于塑料瓦楞板的塑料材质，决定了它与纸板、木板、铝板、玻璃板相比占有很多优势。与同样材质的塑料实心板材相比，塑料瓦楞板有很多独特的优势，如良好的力学性能：塑料瓦楞板具有韧性好、耐冲击、抗压强度高、缓冲防震、挺硬性高，弯曲性良好等；还有质轻节材、隔热隔声、防静电、防水防潮、制造过程无污染、可重复利用等特点，因此塑料瓦楞板有其他材质的瓦楞板不可替代的特性。聚丙烯(PP)材料有良好的力学性能，耐酸碱、耐有机溶剂，且价格低廉，但是聚丙烯的降解性能较差，现有技术中通过在聚丙烯添加填料来改善聚丙烯的降解性能却往往导致力学性能降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种可降解塑料瓦楞板。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种可降解塑料瓦楞板，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：10％～20％的改性木质纤维素、15％～25％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯；
所述改性木质纤维素的制备方法包括以下步骤：
(1)将秸秆或者木质原料粉碎后置于质量浓度10％～20％的硫酸溶液中在70～90℃下处理3～6小时，固液分离后用水清洗固体并除水；
(2)将除水后的固体分散在N,N-二甲基乙酰胺中乳化10～20分钟；
(3)固液分离干燥得到所述改性木质纤维素。
上述的可降解塑料瓦楞板以聚丙烯为主要基材，并且将聚丙烯与聚乳酸、木质纤维素混合，并且通过对木质纤维素的改性，提高了可降解塑料瓦楞板的降解性能和力学性能。
优选地，所述改性木质纤维素的制备方法中，将秸秆或者木质原料粉碎后置于质量浓度10％～20％的硫酸溶液中在75～85℃下处理3～6小时。
发明人通过研究发现，在上述条件下改性的改性木质纤维素与聚丙烯和聚乳酸制备为瓦楞板后，上述的可降解塑料瓦楞板的降解性能和力学性能更佳。
优选地，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～18％的改性木质纤维素、15％～25％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
发明人通过研究发现，可降解塑料瓦楞板中的组分重量符合上述条件时，上述的可降解塑料瓦楞板的降解性能和力学性能更佳。
优选地，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～18％的改性木质纤维素、18％～22％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
发明人通过研究发现，可降解塑料瓦楞板中的组分重量符合上述条件时，上述的可降解塑料瓦楞板的降解性能和力学性能更佳。
优选地，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～15％的改性木质纤维素、18％～22％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
发明人通过研究发现，可降解塑料瓦楞板中的组分重量符合上述条件时，上述的可降解塑料瓦楞板的降解性能和力学性能更佳。
优选地，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～15％的改性木质纤维素、20％～22％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
发明人通过研究发现，可降解塑料瓦楞板中的组分重量符合上述条件时，上述的可降解塑料瓦楞板的降解性能和力学性能更佳。
优选地，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～15％的改性木质纤维素、20％～22％的聚乳酸、2％～4％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
发明人通过研究发现，可降解塑料瓦楞板中的组分重量符合上述条件时，上述的可降解塑料瓦楞板的降解性能和力学性能更佳。
优选地，所述无机添加剂为碳酸钙或滑石粉。
优选地，所述可降解塑料瓦楞板的制备方法包括以下步骤：将聚乳酸、改性木质纤维素、无机添加剂和聚丙烯按照重量配比混合经过熔融塑化和挤出，挤出至模具后真空定型、冷却后剪切。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种可降解塑料瓦楞板，本发明的可降解塑料瓦楞板以聚丙烯为主要基材，并且将聚丙烯与聚乳酸、木质纤维素混合，并且通过对木质纤维素的改性，提高了可降解塑料瓦楞板的降解性能和力学性能。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种可降解塑料瓦楞板，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：15％的改性木质纤维素、22％的聚乳酸、4％的无机添加剂和余量的聚丙烯；所述无机添加剂为滑石粉；
所述改性木质纤维素的制备方法包括以下步骤：
(1)将秸秆粉碎后置于质量浓度12％的硫酸溶液中在85℃下处理4小时，固液分离后用水清洗固体并除水；
(2)将除水后的固体分散在N,N-二甲基乙酰胺中于100Mpa下在高压均质机中乳化15分钟；
(3)固液分离干燥得到所述改性木质纤维素。
实施例2
作为本发明实施例的一种可降解塑料瓦楞板，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述改性木质纤维素的制备方法中，将秸秆粉碎后置于质量浓度12％的硫酸溶液中在70℃下处理4小时，固液分离后用水清洗固体并除水。
实施例3
作为本发明实施例的一种可降解塑料瓦楞板，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述改性木质纤维素的制备方法中，将秸秆粉碎后置于质量浓度12％的硫酸溶液中在75℃下处理4小时，固液分离后用水清洗固体并除水。
实施例4
作为本发明实施例的一种可降解塑料瓦楞板，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述改性木质纤维素的制备方法中，将秸秆粉碎后置于质量浓度12％的硫酸溶液中在80℃下处理4小时，固液分离后用水清洗固体并除水。
实施例5
作为本发明实施例的一种可降解塑料瓦楞板，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述改性木质纤维素的制备方法中，将秸秆粉碎后置于质量浓度12％的硫酸溶液中在90℃下处理4小时，固液分离后用水清洗固体并除水。
实施例6
作为本发明实施例的一种可降解塑料瓦楞板，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：10％的改性木质纤维素、22％的聚乳酸、4％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
实施例7
作为本发明实施例的一种可降解塑料瓦楞板，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％的改性木质纤维素、22％的聚乳酸、4％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
实施例8
作为本发明实施例的一种可降解塑料瓦楞板，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：18％的改性木质纤维素、22％的聚乳酸、4％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
实施例9
作为本发明实施例的一种可降解塑料瓦楞板，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：20％的改性木质纤维素、22％的聚乳酸、4％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
对比例1
作为本发明对比例的一种可降解塑料瓦楞板，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：15％的改性木质纤维素、22％的聚乳酸、4％的无机添加剂和余量的聚丙烯；所述无机添加剂为滑石粉；
所述改性木质纤维素的制备方法包括以下步骤：
(1)将秸秆粉碎后置于质量浓度12％的硫酸溶液中在85℃下处理4小时，固液分离后用水清洗固体并除水干燥得到所述改性木质纤维素。
对比例2
作为本发明对比例的一种可降解塑料瓦楞板，本对比例与实施例1的唯一区别为：所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：22％的聚乳酸、4％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
对比例3
作为本发明对比例的一种可降解塑料瓦楞板，本对比例与实施例1的唯一区别为：所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：15％的改性木质纤维素、4％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
对比例4
作为本发明对比例的一种可降解塑料瓦楞板，本对比例与实施例1的唯一区别为：所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：15％的改性木质纤维素、22％的聚乳酸和余量的聚丙烯。
效果例1
1、可降解塑料瓦楞板的力学性能。
拉伸强度：按照国家标准GB/T 1447-2005在英斯特朗万能试验机(Instron 5985)上对实施例1-9和对比例1-4的可降解塑料瓦楞板，进行拉伸试验测试拉伸强度(MPa)，记做Rm0。拉伸试样为I型，拉伸速率为2mm/min，试样大小根据标准设定。实验结果如表1所示。
弯曲强度：按照国家标准GB/1449-2005在WDW3020微型电子万能试验机上实施例1-9和对比例1-4的可降解塑料瓦楞板的弯曲强度(MPa)，试样大小根据标准设定。实验结果如表1所示。
2、可降解塑料瓦楞板的生物降解性能
细菌降解实验：培养基为肉汤培养基，由5g牛肉膏、10g蛋白胨、5g氯化钠、5g酵母膏、5g葡萄糖、15g琼脂、1000mL去离子水组成，通过氢氧化钠调节pH为7.0～7.5。
将培养基与测试样条在120℃高压消毒锅中灭菌20min后，在20℃下用0.01mol/L灭菌的NaOH溶液调节pH值至7.0-7.5。在无菌环境中，用灭菌的接种环将培养后的大肠杆菌接种到灭菌培养基，分别将实施例1-9和对比例1-4的可降解塑料瓦楞板的测试样条放入接种大肠杆菌的培养基中。分别按照国家标准GB/T 1447-2005测试降解7天、15天和30天的试验的拉伸强度(MPa)，分别记做Rm7、Rm15、和Rm30并且计算拉伸强度的衰减率。衰减率＝(Rm0-Rm7)/Rm0×100％。实验结果如表2所示。
表1实施例1-9和对比例1-4的可降解塑料瓦楞板的力学性能
由表1可知，通过比较实施例和对比例，可降解塑料瓦楞板可降解塑料瓦楞板以聚丙烯为主要基材，并且将聚丙烯与聚乳酸、木质纤维素混合，并且通过对木质纤维素的改性，提高了可降解塑料瓦楞板的力学性能。通过比较实施例1-9，说明改性木质纤维素的制备方法中，将秸秆或者木质原料粉碎后置于质量浓度10％～20％的硫酸溶液中在75～85℃下处理3～6小时的条件更有利于改善可降解塑料瓦楞板的力学性能。
表1实施例1-9和对比例1-4的可降解塑料瓦楞板的降解性能
由表2可知，通过比较实施例和对比例，可降解塑料瓦楞板可降解塑料瓦楞板以聚丙烯为主要基材，并且将聚丙烯与聚乳酸、木质纤维素混合，并且通过对木质纤维素的改性，提高了可降解塑料瓦楞板的降解性能。通过比较实施例1-9，说明改性木质纤维素的制备方法中，将秸秆或者木质原料粉碎后置于质量浓度10％～20％的硫酸溶液中在75～85℃下处理3～6小时的条件更有利于改善可降解塑料瓦楞板的降解性能。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种可降解塑料瓦楞板，其特征在于，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：10％～20％的改性木质纤维素、15％～25％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯；
所述改性木质纤维素的制备方法包括以下步骤：
(1)将秸秆或者木质原料粉碎后置于质量浓度10％～20％的硫酸溶液中在70～90℃下处理3～6小时，固液分离后用水清洗固体并除水；
(2)将除水后的固体分散在N,N-二甲基乙酰胺中乳化10～20分钟；
(3)固液分离干燥得到所述改性木质纤维素。
2.根据权利要求1所述的可降解塑料瓦楞板，其特征在于，所述改性木质纤维素的制备方法中，将秸秆或者木质原料粉碎后置于质量浓度10％～20％的硫酸溶液中在75～85℃下处理3～6小时。
3.根据权利要求1或2所述的可降解塑料瓦楞板，其特征在于，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～18％的改性木质纤维素、15％～25％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
4.根据权利要求3所述的可降解塑料瓦楞板，其特征在于，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～18％的改性木质纤维素、18％～22％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
5.根据权利要求4所述的可降解塑料瓦楞板，其特征在于，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～15％的改性木质纤维素、18％～22％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
6.根据权利要求5所述的可降解塑料瓦楞板，其特征在于，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～15％的改性木质纤维素、20％～22％的聚乳酸、1％～5％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
7.根据权利要求6所述的可降解塑料瓦楞板，其特征在于，所述可降解塑料瓦楞板包括以下重量份的组分：12％～15％的改性木质纤维素、20％～22％的聚乳酸、2％～4％的无机添加剂和余量的聚丙烯。
8.根据权利要求1所述的可降解塑料瓦楞板，其特征在于，所述无机添加剂为碳酸钙或滑石粉。
9.根据权利要求1所述的可降解塑料瓦楞板，其特征在于，所述可降解塑料瓦楞板的制备方法包括以下步骤：将聚乳酸、改性木质纤维素、无机添加剂和聚丙烯按照重量配比混合经过熔融塑化和挤出，挤出至模具后真空定型、冷却后剪切。
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| CN113290739A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-08-24 | 李志新 | 一种可降解塑料及其制备方法 |
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