CN114133758A - 一种改性木粉/pbs生物降解基专用料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:S1.将木粉进行蒸汽爆破,得到木粉纤维;S2.将木粉纤维进行炭化,得到表面炭化的木粉纤维;S3.将表面炭化的木粉纤维活化;S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇溶液混合,得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;S5.将聚乙二醇接枝的木粉纤维制备得到超支化聚(胺‑酯)接枝改性木粉纤维;S6.将超支化聚(胺‑酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按照一定的配比在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺‑酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。本发明通过填料的加入,可以大大提高材料的可降解性,并解决材料刚性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及可降解塑料材料领域,具体涉及一种改性木粉/PBS生物降解基专用料及其制备方法。
背景技术
生物降解材料可以应用于生产、生活领域,其废弃物在自然环境或者特定环境中能够被逐渐分解至无污染小分子。近年来工业化的生物降解塑料主要有聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、PBS等。PBS是经典的生物降解材料,具有十分重要的理论研究意义与实际应用价值。理想情况下,PBS可以在土壤、酶等环境中得到充分分解,最终以二氧化碳和水的形式存在。线性脂肪聚酯的降解情况与其结构密切相关。一般情况下酯键之间结合的亚甲基数为4~8时脂肪族聚酯较容易降解。聚合物链中存在苯环结构和脂肪族醚键等其生物降解性下降;相对分子质量大的PBS以及加入疏水性基团的PBS不利于微生物的侵蚀、繁殖与生物降解。
PBS基聚酯作为可降解的包装材料、生物医用材料,符合国家环境保护与可持续发展战略要求。PBS的合成方法有直接酯化法和酯交换法两种。直接酯化法包括熔融聚合法和溶液聚合法两种。熔融聚合法分为酯化和缩聚两个阶段,该方法是将丁二酸和丁二醇在较低温度下进行熔融酯化,然后在高真空、高温下完成的缩聚反应。不同合成工艺获得的产品差异较大,一般来讲PBS具有优良的综合性能,但其加工温度较低,刚性较差,生产成本偏高。使其应用受到限制。为改善PBS的性能,降低PBS制品的成本,使其能够得到更广泛的应用,需要对PBS进行改性。
发明内容
要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种改性木粉/PBS生物降解基专用料,通过填料的加入,可以大大提高材料的可降解性,并解决材料刚性差的问题。
技术方案:一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:
S1.选取粒径为40-100目的木粉,将木粉进行蒸汽爆破,得到木粉纤维;
S2.将木粉纤维加入浓硫酸水溶液进行炭化,炭化后洗涤得到表面炭化的木粉纤维;
S3.将表面炭化的木粉纤维加入至二氯化砜溶液中,在一定温度下反应得到活化木粉纤维;
S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇溶液混合,在一定温度下搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;
S5.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯混合后,加入催化剂和挥发性溶剂,然后搅拌,使得木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀,待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应,得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维;
S6.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按照一定的配比在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。
优选的,所述步骤S1中木粉进行蒸汽爆破为将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破,爆破压力为1.0-2.5MPa,连续爆破2-3次,然后将爆破过的木粉干燥,得到木粉纤维。优选的,所述步骤S2中浓硫酸水溶液的浓度为40-55vt%,炭化温度为80-90℃,炭化时间为2-5min。
优选的,所述步骤S3中每1g表面炭化的木粉纤维中加入含0.5-1ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为45-55℃下反应60-90min。
优选的,所述步骤S4中活化木粉纤维和聚乙二醇的质量比为1:0.1-0.22,反应温度为40-100℃。优选的,所述步骤S5中所述催化剂为对甲苯磺酸,所述聚乙二醇为聚乙二醇-200、400、600或800中的任意一种,聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯的质量比为1:2-4,在无氧环境下加热搅拌反应的条件为:反应时间为4-8h,反应的温度为110-120℃。优选的,所述步骤S6中超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂的配比为1:0.8-1.5。上述的制备方法制备得到的改性木粉/PBS生物降解基专用料。
有益效果:本发明的改性木粉/PBS生物降解基专用料具有以下优点:
1、本发明采用蒸汽爆破的方法粉碎木粉,最大程度的暴露纤维内部的官能团,同时在原有的基础上细化纤维的直接,将爆破处理的木粉进行表面炭化处理,炭化过程中,木粉内部的温度会迅速升高,内部的水分会因为温度的升高,形成一定压力的水蒸气,使得木粉进一步破裂,形成裂纹,形成新的一定的通道,并且因为水蒸气的流通使得木粉纤维表面的渗透性增加,有利于其他材料的相互作用;
2、在表面部分炭化以后,采用表面接枝的方法,使得表面接枝到一定超支化聚(胺-酯),超支化聚(胺-酯)的接枝有利于木粉与PBS树脂的相容性,提高材料力学性能;
3、本发明中的改性方法接枝率高,是的木粉在PBS树脂中填充量增加,大大减少使用PBS材料的成本。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:
S1.选取粒径为40目的木粉,将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破,爆破压力为1.0MPa,连续爆破3次,然后将爆破过的木粉干燥,得到木粉纤维;
S2.将木粉纤维加入浓度为40vt%浓硫酸水溶液剧烈搅拌进行炭化,炭化温度为80℃,炭化时间为2min,炭化后洗涤得到表面炭化的木粉纤维;
S3.将表面炭化的木粉纤维加入至二氯化砜溶液中,每1g表面炭化的木粉纤维中加入含0.5ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为45℃下反应60min,得到活化木粉纤维;
S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇200溶液混合,活化木粉纤维和聚乙二醇的质量比为1:0.1,反应温度为40℃,搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;
S5.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯按质量比为1:2混合后,加入对甲苯磺酸和挥发性溶剂,然后搅拌,使得木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀,待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应,反应时间为4h,反应的温度为120℃,得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维;
S6.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按配比1:0.8在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。
实施例2
一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:
S1.选取粒径为100目的木粉,将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破,爆破压力为2.5MPa,连续爆破2次,然后将爆破过的木粉干燥,得到木粉纤维;
S2.将木粉纤维加入浓度为55vt%浓硫酸水溶液剧烈搅拌进行炭化,炭化温度为90℃,炭化时间为5min,炭化后洗涤得到表面炭化的木粉纤维;
S3.将表面炭化的木粉纤维加入至二氯化砜溶液中,每1g表面炭化的木粉纤维中加入含1ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为55℃下反应90min,得到活化木粉纤维;
S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇400溶液混合,活化木粉纤维和聚乙二醇的质量比为1:0.22,反应温度为100℃,搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;
S5.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯按质量比为1:4混合后,加入对甲苯磺酸和挥发性溶剂,然后搅拌,使得木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀,待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应,反应时间为8h,反应的温度为110℃,得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维;
S6.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按配比1:1.5在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。
实施例3
一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:
S1.选取粒径为60目的木粉,将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破,爆破压力为1.5MPa,连续爆破2次,然后将爆破过的木粉干燥,得到木粉纤维;
S2.将木粉纤维加入浓度为45vt%浓硫酸水溶液剧烈搅拌进行炭化,炭化温度为80℃,炭化时间为3min,炭化后洗涤得到表面炭化的木粉纤维;
S3.将表面炭化的木粉纤维加入至二氯化砜溶液中,每1g表面炭化的木粉纤维中加入含0.6ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为50℃下反应70min,得到活化木粉纤维;
S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇600溶液混合,活化木粉纤维和聚乙二醇的质量比为1:0.14,反应温度为60℃,搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;
S5.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯按质量比为1:3混合后,加入对甲苯磺酸和挥发性溶剂,然后搅拌,使得木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀,待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应,反应时间为5h,反应的温度为110℃,得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维;
S6.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按配比1:1在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。
实施例4
一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:
S1.选取粒径为80目的木粉,将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破,爆破压力为2.0MPa,连续爆破3次,然后将爆破过的木粉干燥,得到木粉纤维;
S2.将木粉纤维加入浓度为50vt%浓硫酸水溶液剧烈搅拌进行炭化,炭化温度为90℃,炭化时间为4min,炭化后洗涤得到表面炭化的木粉纤维;
S3.将表面炭化的木粉纤维加入至二氯化砜溶液中,每1g表面炭化的木粉纤维中加入含0.8ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为55℃下反应80min,得到活化木粉纤维;
S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇800溶液混合,活化木粉纤维和聚乙二醇的质量比为1:0.20,反应温度为90℃,搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;
S5.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯按质量比为1:4混合后,加入对甲苯磺酸和挥发性溶剂,然后搅拌,使得木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀,待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应,反应时间为7h,反应的温度为115℃,得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维;
S6.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按配比1.2在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。
实施例5
一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:
S1.选取粒径为100目的木粉,将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破,爆破压力为1.8MPa,连续爆破3次,然后将爆破过的木粉干燥,得到木粉纤维;
S2.将木粉纤维加入浓度为45vt%浓硫酸水溶液剧烈搅拌进行炭化,炭化温度为90℃,炭化时间为3min,炭化后洗涤得到表面炭化的木粉纤维;
S3.将表面炭化的木粉纤维加入至二氯化砜溶液中,每1g表面炭化的木粉纤维中加入含0.7ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为50℃下反应80min,得到活化木粉纤维;
S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇600溶液混合,活化木粉纤维和聚乙二醇的质量比为1:0.16,反应温度为80℃,搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;
S5.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯按质量比为1:3.5混合后,加入对甲苯磺酸和挥发性溶剂,然后搅拌,使得木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀,待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应,反应时间为6h,反应的温度为115℃,得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维;
S6.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按配比1:1.1在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。
对比例1
一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:
S1.选取粒径为100目的木粉,加入浓度为45vt%浓硫酸水溶液剧烈搅拌进行炭化,炭化温度为90℃,炭化时间为3min,炭化后洗涤得到表面炭化的木粉;
S2.将表面炭化的木粉加入至二氯化砜溶液中,每1g表面炭化的木粉中加入含0.7ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为50℃下反应80min,得到活化木粉;
S3.将活化木粉和聚乙二醇600溶液混合,活化木粉和聚乙二醇的质量比为1:0.16,反应温度为80℃,搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉;
S4.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯按质量比为1:3.5混合后,加入对甲苯磺酸和挥发性溶剂,然后搅拌,使得木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀,待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应,反应时间为6h,反应的温度为115℃,得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉;
S5.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉与PBS树脂按配比1:1.1在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉/PBS树脂复合材料的粒料。
对比例2
一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:
S1.选取粒径为100目的木粉,将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破,爆破压力为1.8MPa,连续爆破3次,然后将爆破过的木粉干燥,得到木粉纤维;
S2.将木粉纤维加入至二氯化砜溶液中,每1g表面炭化的木粉纤维中加入含0.7ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为50℃下反应80min,得到活化木粉纤维;
S3.将活化木粉纤维和聚乙二醇600溶液混合,活化木粉纤维和聚乙二醇的质量比为1:0.16,反应温度为80℃,搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;
S4.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯按质量比为1:3.5混合后,加入对甲苯磺酸和挥发性溶剂,然后搅拌,使得木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀,待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应,反应时间为6h,反应的温度为115℃,得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维;
S5.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按配比1:1.1在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。
对比例3
一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,包括以下步骤:
S1.选取粒径为100目的木粉,将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破,爆破压力为1.8MPa,连续爆破3次,然后将爆破过的木粉干燥,得到木粉纤维;
S2.将木粉纤维加入浓度为45vt%浓硫酸水溶液剧烈搅拌进行炭化,炭化温度为90℃,炭化时间为3min,炭化后洗涤得到表面炭化的木粉纤维;
S3.将表面炭化的木粉纤维加入至二氯化砜溶液中,每1g表面炭化的木粉纤维中加入含0.7ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为50℃下反应80min,得到活化木粉纤维;
S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇600溶液混合,活化木粉纤维和聚乙二醇的质量比为1:0.16,反应温度为80℃,搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;
S5.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维与PBS树脂按配比1:1.1在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。
将复合材料的粒料与PBS,PLA,PBAT等其他可降解材料以及其他助剂共混,复合材料的粒料设定为含量5%,用微型注塑机分别注塑成拉伸、弯曲、冲击的标准样条,然后进行性能测试:实施例1-5以及对比例1-3均以5%的重量份加入至PBS中,然后再制备标准样条,进行性能测试,具体测试方法如下:按照GB/T528-2009测试复合材料的拉伸性能,按照GB/T9341-2008测试复合材料的弯曲性能;用摆锤式冲击试验机按照GB/T1043.1-2008测试复合材料的冲击强度。每组样品测5次,取平均值,测试温度23℃,环境湿度50%。
表1
拉伸强度(MPa) | 弯曲强度(MPa) | 冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | |
PBS | 24.8 | 24.3 | 4.6 |
实施例1 | 29.1 | 28.4 | 5.2 |
实施例2 | 30.5 | 29.1 | 5.1 |
实施例3 | 31.1 | 28.5 | 5.3 |
实施例4 | 32.0 | 28.4 | 5.3 |
实施例5 | 33.6 | 29.0 | 5.5 |
对比例1 | 25.6 | 24.6 | 4.5 |
对比例2 | 24.5 | 24.3 | 4.4 |
对比例3 | 25.3 | 24.4 | 4.6 |
从上表中可以看出,添加了超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料相比于纯PBS的力学性能显著提高,接枝了超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维表面含有大量的羟基,能与PBS的分子链相容性好,拉伸强度提高,冲击强度的提高,是由于超支化分子链对PBS基材起到塑化作用,因此韧性提高。
从上表1中可以看出,实施例5为本发明中的最佳实施例,在其他工艺参数保持不变的基础上,增加超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉在PBS树脂含量,将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉:PBS树脂的比值设定为2:1,3:1,4:1(分别为对比例4,对比例5,对比例6),具体数值见下表。
表2
拉伸强度(MPa) | 弯曲强度(MPa) | 冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | |
实施例5 | 33.6 | 29.0 | 5.5 |
对比例4 | 32.0 | 28.6 | 5.4 |
对比例5 | 28.9 | 27.9 | 5.9 |
对比例6 | 25.6 | 28.2 | 5.6 |
从上表2中可以看出,而随着支化聚(胺-酯)接枝改性木粉:PBS树脂的比值设定为2:1,3:1,4:1的增加,超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉含量变高,导致超支化聚(胺-酯)体积增大,超支化聚(胺-酯)形成的软壳在高聚物中润滑性提高,导致材料的拉伸强度降低,反而冲击强度提高。
Claims (8)
1.一种改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.选取粒径为40-100目的木粉,将木粉进行蒸汽爆破,得到木粉纤维;
S2.将木粉纤维加入浓硫酸水溶液进行炭化,炭化后洗涤得到表面炭化的木粉纤维;
S3.将表面炭化的木粉纤维加入至二氯化砜溶液中,在一定温度下反应得到活化木粉纤维;
S4.将活化木粉纤维和聚乙二醇溶液混合,在一定温度下搅拌反应得到聚乙二醇接枝的木粉纤维;
S5.将步骤S4中制备的聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯混合后,加入催化剂和挥发性溶剂,然后搅拌,使得木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯在溶剂中混合均匀,待溶剂挥发后在无氧环境下加热搅拌反应,得到超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维;
S6.将超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂按照一定的配比在转矩流变仪的密炼室中密炼,制得超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维/PBS树脂复合材料的粒料。
2.根据权利要求1所述的改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中木粉进行蒸汽爆破为将经水充分浸润过的木粉放入蒸汽爆破机中进行爆破,爆破压力为1.0-2.5MPa,连续爆破2-3次,然后将爆破过的木粉干燥,得到木粉纤维。
3.根据权利要求1所述的改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中浓硫酸水溶液的浓度为40-55vt%,炭化温度为80-90℃,炭化时间为2-5min。
4.根据权利要求1所述的改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中每1g表面炭化的木粉纤维中加入含0.5-1ml二氯化砜的二氯化砜溶液中,在温度为45-55℃下反应60-90min。
5.根据权利要求1所述的改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中活化木粉纤维和聚乙二醇的质量比为1:0.1-0.22,反应温度为40-100℃。
6.根据权利要求1所述的改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,其特征在于:所述步骤S5中所述催化剂为对甲苯磺酸,所述聚乙二醇为聚乙二醇-200、400、600或800中的任意一种,聚乙二醇接枝的木粉纤维和N,N-二羟乙基-3-胺基丙烯酸甲酯的质量比为1:2-4,在无氧环境下加热搅拌反应的条件为:反应时间为4-8h,反应的温度为110-120℃。
7.根据权利要求1所述的改性木粉/PBS生物降解基专用料的制备方法,其特征在于:所述步骤S6中超支化聚(胺-酯)接枝改性木粉纤维与PBS树脂的配比为1:0.8-1.5。
8.如权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到的改性木粉/PBS生物降解基专用料。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104448567A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-03-25 | 河北科技大学 | 植物纤维表面接枝超支化聚酰胺改善复合材料力学性能的方法 |
WO2020047816A1 (zh) * | 2018-09-07 | 2020-03-12 | 黄千钟 | 生物可分解的组成物 |
CN112608612A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-06 | 成都昌菱塘环保科技有限公司 | 一种木塑复合材料的制备方法 |
CN112940467A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-11 | 晋江市新迪新材料科技有限公司 | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法 |
CN112980158A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-18 | 晋江市新迪新材料科技有限公司 | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104448567A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-03-25 | 河北科技大学 | 植物纤维表面接枝超支化聚酰胺改善复合材料力学性能的方法 |
WO2020047816A1 (zh) * | 2018-09-07 | 2020-03-12 | 黄千钟 | 生物可分解的组成物 |
CN112608612A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-06 | 成都昌菱塘环保科技有限公司 | 一种木塑复合材料的制备方法 |
CN112940467A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-11 | 晋江市新迪新材料科技有限公司 | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法 |
CN112980158A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-18 | 晋江市新迪新材料科技有限公司 | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
HUI ZHAO等: ""A Novel Method of Hyperbranched Poly(amide-ester) Modifying Nano-SiO2 and Study of Mechanical Properties of PVC/Nano-SiO2 Composites"", 《POLYMER COMPOSITES》 * |
RAJENDRAN MUTHURAJ等: ""Biodegradable Poly(butylene succinate) and Poly(butylene adipate-co-terephthalate) Blends: Reactive Extrusion and Performance Evaluation"", 《J POLYM ENVIRON》 * |
杨杨: ""超支化聚合物接枝SiO2改性PBS材料的制备与性能"", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 * |
陈福泉: ""连续闪爆植物纤维对PBS复合材料的增强机理研究"", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)工程科技Ⅰ辑》 * |
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