CN113969065B - 一种可生物降解复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合材料领域，具体的说是一种可生物降解复合材料及其制备方法，裁剪装置包括壳体、电机、主轴和分离组件；所述壳体的顶部固接电机，所述电机的转轴固接主轴，所述主轴转动贯穿壳体的顶壁，所述主轴的中部外圈设置有分离组件；所述分离组件包括星形桨叶、环形轨道、废料口和斜面推块；所述主轴的中部外圈固接星形桨叶，所述壳体的内壁固接环形轨道，所述星形桨叶的外圈与环形轨道滑动配合，所述环形轨道的顶面凹槽滑动安装斜面推块，所述斜面推块的顶面星形桨叶的叶片固接，所述壳体的外壁设置有废料口；通过在制备过程中，对植物纤维中的大块植物纤维进行分离剔除，提高基材的制备质量，从而提高可生物降解复合材料的整体质量。
Description
技术领域
本发明属于复合材料领域，具体地说是一种可生物降解复合材料及其制备方法。
背景技术
生物降解复合材料是指可由自然界存在的微生物进行降解的复合型材料。随着环保意识的增强给生物降解新材料行业带来了巨大的发展机遇。随着社会经济的发展，以及对环境保护的需要，不可降解的材料造成的环境污染问题愈发被重视。
公开号为CN110804291A的一项中国专利公开了一种可生物降解复合材料及其制备方法，属于可降解材料领域。本发明提供的可生物降解复合材料，以质量份计，包括以下组分：聚乳酸80～100份、聚己内酯30～50份、纤维素纤维5～10份、羟基磷灰石1～5份、硅酸钙1～5份和黏土10～15份。本发明提供的可生物降解复合材料中，纤维素纤维、羟基磷灰石、硅酸钙和黏土能够充分分散在聚乳酸和聚己内酯中，有效提高了可生物降解复合材料的力学性能。另外，本发明通过添加聚乳酸，使本发明提供的复合材料具有透明度高、光泽性好的优点。
目前现有技术中，可生物降解复合材制备时，需要将植物纤维维浸泡在水中进行裁剪分散，在长期使用过程中，发现一些预处理不够彻底的植物纤维中含有一些较大的植物纤维，无法被充分的裁剪分散，影响后续的制备过程，降低复合材的质量。
为此，本发明提供一种可生物降解复合材料及其制备方法。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种可生物降解复合材料，所述可生物降解复合材料由下列重量份的原料组成：
基材 10-20份
环氧大豆油 2-10份
固化剂 2-10份
无水乙醇 1-4份
丙酮 1-4份。
所述固化剂为多元酸类固化剂，所述固化剂由下列重量份的原料组成：
十一烯基单宁酸 1-5份
巯基醇类化合物 10-20份
乙酸乙酯溶剂 1-5份
二氯甲烷溶剂 1-5份
乙醇溶剂 1-5份。
一种可生物降解复合材料的制备方法，该制备方法适用于上述的一种可生物降解复合材料，且制备方法包括以下步骤：
S1：将植物原料进行预处理，将植物原料进行破碎，将植物原料破碎成植物纤维，再将植物纤维投入裁剪装置内，植物纤维浸泡在水中，并将植物纤维进行裁剪分散，之后，进行过滤，将植物纤维中的杂质过滤掉，提高植物纤维的纯度，将植物纤维进行烘干，去除植物纤维中的水分，得到基材；
S2：将固化剂添加到无水乙醇内，并进行溶解，再加入环氧大豆油，同时进行加热搅拌，加热使得环氧大豆油的反应速率得到提高，加快制备效率，搅拌均匀后进行冷却，当冷却至室温后，添加丙酮，进行混合搅拌，得到混合溶液；
S3：将基材加入混合溶液内搅拌均匀，将无水乙醇和丙酮进行挥发，得到混合物；
S4：将混合物添加进入模具内进行固化，得到可生物降解复合材料。
优选的，所述S1中所述的裁剪装置包括壳体、电机、主轴和分离组件；所述壳体的顶部固接电机，所述电机的转轴固接主轴，所述主轴转动贯穿壳体的顶壁，所述主轴的中部外圈设置有分离组件；
所述分离组件包括星形桨叶、环形轨道、废料口和斜面推块；所述主轴的中部外圈固接星形桨叶，所述壳体的内壁固接环形轨道，所述星形桨叶的外圈与环形轨道滑动配合，所述环形轨道的顶面凹槽滑动安装斜面推块，所述斜面推块的顶面星形桨叶的叶片固接，所述壳体的外壁设置有废料口，所述废料口与环形轨道的顶面凹槽连通；使用时，将植物纤维浸泡在水中加入壳体内，较大的植物纤维漂浮在壳体内的液体表面，启动电机，带动主轴转动，驱动星形桨叶转动，星形桨叶滑过液体的表面，将液体表面漂浮的大块植物纤维推入环形轨道的顶部凹槽内，同时星形桨叶带动斜面推块沿着环形轨道滑动，将环形轨道内的大块植物纤维突入废料口内，将大块的植物纤维分离剔除，从而提高了植物纤维的裁剪分散效果，继而提高了可生物降解复合材料的制备质量。
优选的，所述星形桨叶的叶片为月牙状，且星形桨叶的叶片凸面开设多个通水槽，所述壳体内溶液的液面位于环形轨道的底部，且溶液的液面没过通水槽；使用时，通过将星形桨叶的叶片设置成月牙状，使得星形桨叶旋转时，液体表面形成向外侧推动的波纹，将大块的植物纤维推入环形轨道的顶部凹槽内，从而实现了大块植物纤维的分离工作；通过限定的液体的液面高度，即可实现星形桨叶分离大块植物纤维的工作，由降低了液体由废料口流出的概率。
优选的，所述壳体内壁底部固接裁剪底座，所述主轴的底端固接裁剪顶座，所述裁剪底座为漏斗状，且裁剪底座的中部开设有通孔，所述裁剪顶座为锥形体，且裁剪顶座的外壁与裁剪底座的内壁滑动配合，所述裁剪底座的顶部凹面固接多个环形裁刀，多个所述环形裁刀呈同心圆分布，所述裁剪顶座的底部弧面设置多组弧形裁刀，每组所述弧形裁刀呈环状分布，所述弧形裁刀与环形裁刀滑动配合；使用时，电机带动主轴转动，驱动裁剪顶座转动，带动弧形裁刀与环形裁刀滑动配合，将伴随液体下降的植物纤维进行裁剪，裁剪完成后的植物纤维排出，实现了对植物纤维进行持续不间断地裁剪工作，提高了可生物降解复合材料的制备速率。
优选的，所述裁剪顶座的底部弧面开设多个安装槽，所述安装槽的内部螺栓安装环形裁刀，所述环形裁刀与安装槽之间夹装橡胶柱，所述橡胶柱的内部开设空腔，所述空腔的内部设置有一号弹簧；使用时，使用螺栓穿过弧形裁刀两侧的安装孔，将弧形裁刀安装到安装槽的内部，使得橡胶柱与一号弹簧压缩，产生的反作用力始终推动弧形裁刀与环形裁刀接触配合，从而降低了弧形裁刀与环形裁刀之间的缝隙随之使用而增大的概率，继而进一步提高了植物纤维裁剪的质量。
优选的，所述弧形裁刀底部的凹槽侧面开设多个滑槽，所述滑槽的内部滑动安装切刀，所述切刀的顶端固接二号弹簧，所述二号弹簧的顶端与滑槽的顶端固接，所述环形裁刀的侧壁开设多个刀槽，所述切刀与刀槽滑动配合；使用时，弧形裁刀与环形裁刀滑动配合时，切刀在二号弹簧的弹力推动下从滑槽内滑出，滑入刀槽内，增大了对植物纤维的裁剪效率，继而进一步提高了可生物降解复合材料的制备速率。
优选的，所述壳体的顶部一侧设置有入料口，所述壳体的底部设置有出料口，所述入料口的内壁设置有多层过滤网；使用时，通过设置的过滤网将植物纤维预处理后的植物纤维和水的混合液体进行初步过滤，过滤掉混合溶液中的大颗粒杂质，降低了大颗粒杂质进入壳体内，造成设备的损坏，继而提高了裁剪装置的安全性。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种可生物降解复合材料及其制备方法，通过在制备过程中，对植物纤维中的大块植物纤维进行分离剔除，提高基材的制备质量，从而提高可生物降解复合材料的整体质量。
2.本发明所述的一种可生物降解复合材料及其制备方法，通过设置电机、星形桨叶、环形轨道、废料口和斜面推块；通过电机提供动能，驱动星形桨叶转动，星形桨叶滑过液体的表面，将液体表面漂浮的大块植物纤维推入环形轨道的顶部凹槽内，同时星形桨叶带动斜面推块沿着环形轨道滑动，将环形轨道内的大块植物纤维突入废料口内，将大块的植物纤维分离剔除，提高了植物纤维的裁剪分散效果，继而提高了可生物降解复合材料的制备质量。
3.本发明所述的一种可生物降解复合材料及其制备方法，通过设置裁剪底座、裁剪顶座、环形裁刀和弧形裁刀；通过电机提供动能，驱动裁剪顶座配合裁剪底座转动，使得弧形裁刀与环形裁刀滑动配合，将伴随液体下降的植物纤维进行裁剪，裁剪完成后的植物纤维排出，实现了对植物纤维进行持续不间断地裁剪工作，提高了可生物降解复合材料的制备速率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例一的立体图；
图2是本发明实施例一的主视图；
图3是本发明实施例一的分离组件俯视图；
图4是图2中A处局部放大图；
图5是图4中B处局部放大图；
图6是图4中C处局部放大图；
图7是本发明实施例二的裁剪顶座剖视图；
图8是本发明的制备方法流程图。
图中：1、壳体；2、电机；3、主轴；4、入料口；5、出料口；6、星形桨叶；7、环形轨道；8、废料口；9、斜面推块；10、通水槽；11、裁剪底座；12、裁剪顶座；13、环形裁刀；14、弧形裁刀；15、安装槽；16、橡胶柱；17、空腔；18、一号弹簧；19、滑槽；20、切刀；21、二号弹簧；22、刀槽；23、过滤网；24、环形腔；25、转槽；26、撞击臂；27、承撞条。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一
本发明实施例所述的一种可生物降解复合材料，所述可生物降解复合材料由下列重量份的原料组成：
基材 10-20份
环氧大豆油 2-10份
固化剂 2-10份
无水乙醇 1-4份
丙酮 1-4份。
所述固化剂为多元酸类固化剂，所述固化剂由下列重量份的原料组成：
十一烯基单宁酸 1-5份
巯基醇类化合物 10-20份
乙酸乙酯溶剂 1-5份
二氯甲烷溶剂 1-5份
乙醇溶剂 1-5份。
如图8所示，一种可生物降解复合材料的制备方法，该制备方法适用于上述的一种可生物降解复合材料，且制备方法包括以下步骤：
S1：将植物原料进行预处理，将植物原料进行破碎，将植物原料破碎成植物纤维，再将植物纤维投入裁剪装置内，植物纤维浸泡在水中，并将植物纤维进行裁剪分散，之后，进行过滤，将植物纤维中的杂质过滤掉，提高植物纤维的纯度，将植物纤维进行烘干，去除植物纤维中的水分，得到基材；
S2：将固化剂添加到无水乙醇内，并进行溶解，再加入环氧大豆油，同时进行加热搅拌，加热使得环氧大豆油的反应速率得到提高，加快制备效率，搅拌均匀后进行冷却，当冷却至室温后，添加丙酮，进行混合搅拌，得到混合溶液；
S3：将基材加入混合溶液内搅拌均匀，将无水乙醇和丙酮进行挥发，得到混合物；
S4：将混合物添加进入模具内进行固化，得到可生物降解复合材料。
如图1至图3所示，所述S1中所述的裁剪装置包括壳体1、电机2、主轴3和分离组件；所述壳体1的顶部固接电机2，所述电机2的转轴固接主轴3，所述主轴3转动贯穿壳体1的顶壁，所述主轴3的中部外圈设置有分离组件；
所述分离组件包括星形桨叶6、环形轨道7、废料口8和斜面推块9；所述主轴3的中部外圈固接星形桨叶6，所述壳体1的内壁固接环形轨道7，所述星形桨叶6的外圈与环形轨道7滑动配合，所述环形轨道7的顶面凹槽滑动安装斜面推块9，所述斜面推块9的顶面星形桨叶6的叶片固接，所述壳体1的外壁设置有废料口8，所述废料口8与环形轨道7的顶面凹槽连通；使用时，将植物纤维浸泡在水中加入壳体1内，较大的植物纤维漂浮在壳体1内的液体表面，启动电机2，带动主轴3转动，驱动星形桨叶6转动，星形桨叶6滑过液体的表面，将液体表面漂浮的大块植物纤维推入环形轨道7的顶部凹槽内，同时星形桨叶6带动斜面推块9沿着环形轨道7滑动，将环形轨道7内的大块植物纤维突入废料口8内，将大块的植物纤维分离剔除，从而提高了植物纤维的裁剪分散效果，继而提高了可生物降解复合材料的制备质量。
所述星形桨叶6的叶片为月牙状，且星形桨叶6的叶片凸面开设多个通水槽10，所述壳体1内溶液的液面位于环形轨道7的底部，且溶液的液面没过通水槽10；使用时，通过将星形桨叶6的叶片设置成月牙状，使得星形桨叶6旋转时，液体表面形成向外侧推动的波纹，将大块的植物纤维推入环形轨道7的顶部凹槽内，从而实现了大块植物纤维的分离工作；通过限定的液体的液面高度，即可实现星形桨叶6分离大块植物纤维的工作，由降低了液体由废料口8流出的概率。
如图2和图4至图6所示，所述壳体1内壁底部固接裁剪底座11，所述主轴3的底端固接裁剪顶座12，所述裁剪底座11为漏斗状，且裁剪底座11的中部开设有通孔，所述裁剪顶座12为锥形体，且裁剪顶座12的外壁与裁剪底座11的内壁滑动配合，所述裁剪底座11的顶部凹面固接多个环形裁刀13，多个所述环形裁刀13呈同心圆分布，所述裁剪顶座12的底部弧面设置多组弧形裁刀14，每组所述弧形裁刀14呈环状分布，所述弧形裁刀14与环形裁刀13滑动配合；使用时，电机2带动主轴3转动，驱动裁剪顶座12转动，带动弧形裁刀14与环形裁刀13滑动配合，将伴随液体下降的植物纤维进行裁剪，裁剪完成后的植物纤维排出，实现了对植物纤维进行持续不间断地裁剪工作，提高了可生物降解复合材料的制备速率。
所述裁剪顶座12的底部弧面开设多个安装槽15，所述安装槽15的内部螺栓安装环形裁刀13，所述环形裁刀13与安装槽15之间夹装橡胶柱16，所述橡胶柱16的内部开设空腔17，所述空腔17的内部设置有一号弹簧18；使用时，使用螺栓穿过弧形裁刀14两侧的安装孔，将弧形裁刀14安装到安装槽15的内部，使得橡胶柱16与一号弹簧18压缩，产生的反作用力始终推动弧形裁刀14与环形裁刀13接触配合，从而降低了弧形裁刀14与环形裁刀13之间的缝隙随之使用而增大的概率，继而进一步提高了植物纤维裁剪的质量。
所述弧形裁刀14底部的凹槽侧面开设多个滑槽19，所述滑槽19的内部滑动安装切刀20，所述切刀20的顶端固接二号弹簧21，所述二号弹簧21的顶端与滑槽19的顶端固接，所述环形裁刀13的侧壁开设多个刀槽22，所述切刀20与刀槽22滑动配合；使用时，弧形裁刀14与环形裁刀13滑动配合时，切刀20在二号弹簧21的弹力推动下从滑槽19内滑出，滑入刀槽22内，增大了对植物纤维的裁剪效率，继而进一步提高了可生物降解复合材料的制备速率。
如图1至图2所示，所述壳体1的顶部一侧设置有入料口4，所述壳体1的底部设置有出料口5，所述入料口4的内壁设置有多层过滤网23；使用时，通过设置的过滤网23将植物纤维预处理后的植物纤维和水的混合液体进行初步过滤，过滤掉混合溶液中的大颗粒杂质，降低了大颗粒杂质进入壳体1内，造成设备的损坏，继而提高了裁剪装置的安全性。
实施例二
如图7所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述裁剪顶座12的中部开设环形腔24，所述环形腔24的中部外壁开设转槽25，所述转槽25的一侧转动安装撞击臂26，所述撞击臂26的旋转轴外圈设置有扭簧，所述扭簧的一端连接转槽25的底壁，所述扭簧的另一端固接撞击臂26，所述环形腔24的外壁固接多个承撞条27，所述撞击臂26的外圈凸块与承撞条27的弧面撞击配合；使用时，裁剪顶座12转动时，产生离心力，推动撞击臂26转动，使得撞击臂26撞击承撞条27，使得裁剪顶座12发生震动，同时，承撞条27的反作用力推动撞击臂26发生转动脱离承撞条27，承撞条27在离心力作用下再次展开，与承撞条27碰撞，从而使得裁剪顶座12持续发生震动，带动弧形裁刀14和环形裁刀13进行震动，降低了植物纤维挂在弧形裁刀14和环形裁刀13上的概率。
工作时：将植物纤维浸泡在水中通过入料口4加入壳体1内，同时过滤网23将液体中的大颗粒杂质进行初步过滤；较大的植物纤维漂浮在壳体1内的液体表面，启动电机2，带动主轴3转动，驱动星形桨叶6转动，星形桨叶6滑过液体的表面，将液体表面漂浮的大块植物纤维推入环形轨道7的顶部凹槽内，同时星形桨叶6带动斜面推块9沿着环形轨道7滑动，将环形轨道7内的大块植物纤维突入废料口8内，将大块的植物纤维分离剔除；
去除较大植物纤维后的液体向下流动，进入裁剪底座11与裁剪顶座12之间，主轴3转动，驱动裁剪顶座12转动，带动弧形裁刀14与环形裁刀13滑动配合，同时，切刀20在二号弹簧21的弹力推动下从滑槽19内滑出，滑入刀槽22内，弧形裁刀14、环形裁刀13和切刀20配合，将液体中的植物纤维进行裁剪，裁剪完成后的植物纤维伴随液体经过出料口5排出，实现了对植物纤维进行持续不间断地裁剪工作，提高了可生物降解复合材料的制备速率。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种可生物降解复合材料的制备方法，其特征在于：可生物降解复合材料由下列重量份的原料组成：
基材10-20份
环氧大豆油2-10份
固化剂2-10份
无水乙醇1-4份
丙酮1-4份；
所述固化剂为多元酸类固化剂，所述固化剂由下列重量份的原料组成：
十一烯基单宁酸1-5份
巯基醇类化合物10-20份
乙酸乙酯溶剂1-5份
二氯甲烷溶剂1-5份
乙醇溶剂1-5份；
可生物降解复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1：将植物原料进行预处理，将植物原料进行破碎，将植物原料破碎成植物纤维，再将植物纤维投入裁剪装置内，植物纤维浸泡在水中，并将植物纤维进行裁剪分散，之后，进行过滤、烘干，得到基材；
S2：将固化剂添加到无水乙醇内，并进行溶解，再加入环氧大豆油，同时进行加热搅拌，搅拌均匀后进行冷却，当冷却至室温后，添加丙酮，进行混合搅拌，得到混合溶液；
S3：将基材加入混合溶液内搅拌均匀，将无水乙醇和丙酮进行挥发，得到混合物；
S4：将混合物添加进入模具内进行固化，得到可生物降解复合材料；
所述S1中所述的裁剪装置包括壳体（1）、电机（2）、主轴（3）和分离组件；所述壳体（1）的顶部固接电机（2），所述电机（2）的转轴固接主轴（3），所述主轴（3）转动贯穿壳体（1）的顶壁；
所述壳体（1）内壁底部固接裁剪底座（11），所述主轴（3）的底端固接裁剪顶座（12），所述裁剪底座（11）为漏斗状，且裁剪底座（11）的中部开设有通孔，所述裁剪顶座（12）为锥形体，且裁剪顶座（12）的外壁与裁剪底座（11）的内壁滑动配合，所述裁剪底座（11）的顶部凹面固接多个环形裁刀（13），多个所述环形裁刀（13）呈同心圆分布，所述裁剪顶座（12）的底部弧面设置多组弧形裁刀（14），每组所述弧形裁刀（14）呈环状分布，所述弧形裁刀（14）与环形裁刀（13）滑动配合；
所述裁剪顶座（12）的底部弧面开设多个安装槽（15），所述安装槽（15）的内部螺栓安装弧形裁刀（14），所述弧形裁刀（14）与安装槽（15）之间夹装橡胶柱（16），所述橡胶柱（16）的内部开设空腔（17），所述空腔（17）的内部设置有一号弹簧（18）；
所述弧形裁刀（14）底部的凹槽侧面开设多个滑槽（19），所述滑槽（19）的内部滑动安装切刀（20），所述切刀（20）的顶端固接二号弹簧（21），所述二号弹簧（21）的顶端与滑槽（19）的顶端固接，所述环形裁刀（13）的侧壁开设多个刀槽（22），所述切刀（20）与刀槽（22）滑动配合；
所述裁剪顶座（12）的中部开设环形腔（24），所述环形腔（24）的中部外壁开设转槽（25），所述转槽（25）的一侧转动安装撞击臂（26），所述撞击臂（26）的旋转轴外圈设置有扭簧，所述扭簧的一端连接转槽（25）的底壁，所述扭簧的另一端固接撞击臂（26），所述环形腔（24）的外壁固接多个承撞条（27），所述撞击臂（26）的外圈凸块与承撞条（27）的弧面撞击配合；
所述主轴（3）的中部外圈设置有分离组件；
所述分离组件包括星形桨叶（6）、环形轨道（7）、废料口（8）和斜面推块（9）；所述主轴（3）的中部外圈固接星形桨叶（6），所述壳体（1）的内壁固接环形轨道（7），所述星形桨叶（6）的外圈与环形轨道（7）滑动配合，所述环形轨道（7）的顶面凹槽滑动安装斜面推块（9），所述斜面推块（9）的顶面星形桨叶（6）的叶片固接，所述壳体（1）的外壁设置有废料口（8），所述废料口（8）与环形轨道（7）的顶面凹槽连通；
所述星形桨叶（6）的叶片为月牙状，且星形桨叶（6）的叶片凸面开设多个通水槽（10），所述壳体（1）内溶液的液面位于环形轨道（7）的底部，且溶液的液面没过通水槽（10）；
所述壳体（1）的顶部一侧设置有入料口（4），所述壳体（1）的底部设置有出料口（5），所述入料口（4）的内壁设置有多层过滤网（23）。
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