一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂及其應(yīng)用
【專利摘要】一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂及其應(yīng)用，它涉及一種生物合成樹(shù)脂及其應(yīng)用。它是由質(zhì)量百分含量為30～50％的樹(shù)脂、質(zhì)量百分含量為0.5～5％的相容劑、質(zhì)量百分含量為0.5～3％的潤(rùn)滑劑、質(zhì)量百分含量為0.5～3％的氧化劑和余量的填料制成。它用于制備可降解材料。本發(fā)明的方法，可以控制生物質(zhì)微粉的表面形貌，賦予生物質(zhì)微粉與非極性樹(shù)脂基體之間良好的界面相容性，能使兩者之間形成良好的潤(rùn)濕和界面結(jié)合，進(jìn)而提高界面結(jié)合強(qiáng)度，減少生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的內(nèi)部缺陷，同時(shí)也對(duì)界面的厚度進(jìn)行了控制，減少了樹(shù)脂基體在生物質(zhì)表面及內(nèi)部的吸留，保證了生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定性、可加工性、柔韌性和延展性。
【專利說(shuō)明】
一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通過(guò)相容劑的使用和納米粒子自組裝增加生物質(zhì)與通用樹(shù)脂界面相容性的的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著塑料污染問(wèn)題的日益凸顯，可降解塑料逐漸受市場(chǎng)青睞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)外市場(chǎng)對(duì)可降解塑料的需求將會(huì)以每年20%的速度快速增長(zhǎng)?？山到馑芰习匆鸾到獾沫h(huán)境條件可分為光降解塑料、生物降解塑料、化學(xué)降解塑料、組合降解塑料等。
[0003]目前世界范圍內(nèi)的可降解塑料主要包括三大類:脂肪族聚酯類可降解塑料，可塑性淀粉及淀粉基可降解塑料，添加可降解改性劑的高填充塑料。
[0004]脂肪族聚酯主要包括以石油為原料合成的聚己內(nèi)酯(PCL)、聚丁烯(PBS)及其共聚體，還有以可再生資源為原料生產(chǎn)的聚乳酸、由微生物生產(chǎn)的聚羥基丁酸酯(PHB)等。該類型的生物降解塑料被分解后，成為水和二氧化碳，因此不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。但其物理和機(jī)械性能尚有所不足，同時(shí)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本較高，價(jià)格昂貴。以聚己內(nèi)酯為例，其價(jià)格約為普通樹(shù)脂的2.5?4倍，因而其應(yīng)用受到了較大的限制。
[0005]淀粉基可降解塑料最常使用的方式即是針對(duì)天然淀粉進(jìn)行物理處理或化學(xué)處理，經(jīng)過(guò)處理后的淀粉高分子除具備優(yōu)異的熱塑加工性與自然降解特性之外，也帶有傳統(tǒng)塑料樹(shù)脂的優(yōu)異物理性質(zhì)。全淀粉塑料以及淀粉基可降解塑料綠色環(huán)保，經(jīng)全分解后形成二氧化碳及水，不會(huì)污染環(huán)境；同時(shí)淀粉是可再生資源，產(chǎn)量多且來(lái)源充足，因此淀粉基塑料的成本低于傳統(tǒng)塑料。但一般而言，淀粉基降解塑料的性能較差，以全淀粉塑料為例，其拉伸強(qiáng)度僅為7?lOMPa，拉伸伸長(zhǎng)率僅為100%?200%，遠(yuǎn)低于通用塑料的一般水品，故而只能滿足低端塑料產(chǎn)品的性能要求。
[0006]添加降解改性劑的高填充塑料是另一種可降解的塑料產(chǎn)品，其降解的原理主要是光降解或光/生-雙降解。它的生產(chǎn)過(guò)程主要是在傳統(tǒng)的樹(shù)脂產(chǎn)品，如PP、PE中加入可降解助劑，借助環(huán)境中紫外光的能量和可降解助劑的光敏作用，將PP或PE的高分子轉(zhuǎn)化為可生物降解的低分子聚合物，從而達(dá)到可降解的目的。添加降解改性劑的高填充塑料其性能與通用塑料相當(dāng)，價(jià)格略高，因此具有較好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。其缺點(diǎn)在于，改性塑料的可降解性能較差，同時(shí)使用的降解改性劑有造成環(huán)境污染的可能性。
[0007]生物合成樹(shù)脂是一種以生物質(zhì)作為填充材料的可降解樹(shù)脂新材料，屬于添加降解改性劑的高填充塑料。生物合成樹(shù)脂使用的填充材料一般為非糧食生物質(zhì)粉體，如微粉化的秸桿、稻殼、豆柏、咖啡殼等，使用的基體樹(shù)脂一般為PP、PE等通用塑料。生物合成樹(shù)脂以秸桿等非糧食作物為主要的原材料，變廢為寶，可以減少秸桿的焚燒和丟棄，從而能減少秸桿問(wèn)題造成的大氣和環(huán)境污染;能減少了石油的消耗，節(jié)能環(huán)保，有助于緩解我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的石油資源的巨大消耗;具有性能優(yōu)異、可降解、清潔環(huán)保等特點(diǎn)，因此具有重大的經(jīng)濟(jì)意義、社會(huì)意義。
[0008]在生物合成樹(shù)脂中，基體樹(shù)脂通常呈疏水性，而作為填料的生物質(zhì)通常呈親水性，兩只之間的表面張力較大，界面相容性差，因而在樹(shù)脂的成型加工過(guò)程中不易形成良好的潤(rùn)濕和牢固的界面結(jié)合，這是制約生物合成樹(shù)脂以及木塑復(fù)合材料性能的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
[0009]另外，在生物合成樹(shù)脂中，樹(shù)脂基體可以是PE、PP、PET、PVC、PS等通用樹(shù)脂，這些樹(shù)脂近含有少量的極性基團(tuán)，呈疏水性，而作為填料的生物質(zhì)的主要成分是纖維素、木質(zhì)素和半木質(zhì)素，其表面上含有較多的極性基團(tuán)，如羥基，呈親水特性，因此兩者之間的界面相容性較差，難以形成良好的潤(rùn)濕和界面結(jié)合。除此以外，生物質(zhì)微粉是多孔固體，表面和內(nèi)部都含有微小的孔洞，與生物質(zhì)相容性差的樹(shù)脂很難滲透和潤(rùn)濕孔洞的內(nèi)部，這使生物質(zhì)與樹(shù)脂之間容易產(chǎn)生界面缺陷，進(jìn)一步增加了形成良好結(jié)合力的難度。
[0010]除卻上述的兩個(gè)問(wèn)題，生物合成樹(shù)脂最常用的樹(shù)脂基體是使用最廣泛的PE、和PP，這兩種樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)中不含有極性基團(tuán)和易于極化的基團(tuán)，因此界面的結(jié)合力很小，因而不易形成牢固的界面。
[0011]再有，生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品再涉及可降解的塑料為原料時(shí)，就要保證其塑形和易加工的特點(diǎn)，因此要控制樹(shù)脂與生物質(zhì)之間界面的厚度，這樣才能充分的保證生物合成樹(shù)脂的加工性能和產(chǎn)品的柔韌性以及延展性，而現(xiàn)在沒(méi)有相應(yīng)的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，而提供了一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂及其應(yīng)用。
[0013]—種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，它是指利用生物質(zhì)和通用樹(shù)脂為原料，制備出的可降解生物合成樹(shù)脂，它是由質(zhì)量百分含量為30?50%的樹(shù)脂、質(zhì)量百分含量為
0.5?5%的相容劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3%的潤(rùn)滑劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3%的氧化劑和余量的填料制成;所述的填料由無(wú)機(jī)填料和生物質(zhì)填料構(gòu)成，所述的生物質(zhì)填料的制備方法為:首先對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行干燥處理使其水份的含量控制在2?3%，在高混機(jī)中加入生物質(zhì)微粉、包覆劑和納米粒子，在80?110°C的條件下共混，即得生物質(zhì)填料;其中，生物質(zhì)微粉、包覆劑與納米粒子的質(zhì)量比為I:0.005?0.02:0.005?0.02。
[0014]本發(fā)明中生物質(zhì)指的是谷物皮，稻草、玉米秸桿、大麥秸桿等短年生草本植物粉碎后的粉末狀形態(tài)。
[0015]本發(fā)明包含以下有益效果:
[0016]采用本發(fā)明提供的方法，可以控制生物質(zhì)微粉的表面形貌，賦予生物質(zhì)微粉與非極性樹(shù)脂基體之間良好的界面相容性，能使兩者之間形成良好的潤(rùn)濕和界面結(jié)合，進(jìn)而提高界面結(jié)合強(qiáng)度，減少生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的內(nèi)部缺陷，同時(shí)也對(duì)界面的厚度進(jìn)行了控制，減少了樹(shù)脂基體在生物質(zhì)表面及內(nèi)部的吸留，保證了生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定性、可加工性、柔韌性和延展性。
[0017]本發(fā)明通過(guò)納米粒子自組裝、相容劑的使用和界面結(jié)晶控制三個(gè)途徑，較好的解決了生物質(zhì)與樹(shù)脂之間容易產(chǎn)生界面缺陷，結(jié)合力差，不易形成牢固的界面，界面厚度不易控制的問(wèn)題，提出了行之有效的提高樹(shù)脂與生物質(zhì)界面相容性的工藝方法。
[0018]應(yīng)對(duì)生物質(zhì)多孔的表面特征，本發(fā)明采用表面包覆和納米粒子自組裝的方法對(duì)生物質(zhì)微粉的表面形貌進(jìn)行修飾。具體的方法為，在生物質(zhì)與樹(shù)脂共混前，首先對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行一定程度的干燥處理使其水份的含量控制在2?3%，在高混機(jī)中加入生物質(zhì)微粉、包覆劑和納米粒子，在80?110°C的條件下共混，并在180?250 V的條件下與樹(shù)脂熔融共擠出。其中，若生物質(zhì)微粉為100份，則包覆劑約為0.5到2份，納米粒子為0.5到5份。
[0019]包覆劑優(yōu)選環(huán)氧植物油(如，環(huán)氧大豆油)和烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基娃燒)。
[°02°] 納米粒子優(yōu)選80?10nm的納米碳酸|丐、納米二氧化鈦、納米二氧化娃以及疏水改性的超支化聚酯。其中納米碳酸鈣的成本較低，納米二氧化鈦具有光學(xué)活性、抗菌性和較好的白度及遮蓋力，納米二氧化硅具有光學(xué)活性的同時(shí)與烷氧基硅烷具有良好的結(jié)合能力。[0021 ]疏水改性的超支化聚酯由于超支化聚合物的特點(diǎn)，具有大量的端基，易于通過(guò)端基改性調(diào)節(jié)其界面親和性，同時(shí)超支化聚酯呈近球形，從而無(wú)法進(jìn)入到生物質(zhì)微粉空隙的內(nèi)部，同時(shí)其分子無(wú)法與其他樹(shù)脂大分子發(fā)生纏結(jié)，因而將其組裝在生物質(zhì)微粉的表面上在增加界面相容性的同時(shí)降低表面摩擦，避免形成過(guò)厚的界面層。
[0022]在共混之前應(yīng)對(duì)納米粒子及超支化聚酯進(jìn)行一定程度的表面改性，使生物質(zhì)與納米粒子之間的表面張力小于生物質(zhì)與基體樹(shù)脂之間的表面張力，包覆劑與樹(shù)脂基體的表面張力小于包覆劑與納米粒子之間的表面張力，這樣才能夠在共混與共擠出的過(guò)程中形成自發(fā)的組裝行為。本發(fā)明所選用的包覆劑和納米粒子基本上可以滿足這樣的要求，故此表面改性的步驟可通過(guò)包覆劑和納米粒子的組合來(lái)代替。
[0023]本發(fā)明所使用的生物質(zhì)微粉不易過(guò)分干燥，應(yīng)控制其水分含量在2?3%之間，在熔融共擠出的過(guò)程中，于180?250°C水份將轉(zhuǎn)化為水蒸氣，從生物質(zhì)微粉中脫離，水份脫離時(shí)產(chǎn)生的毛細(xì)管力，以及水分脫離后產(chǎn)生的負(fù)壓可以成為自組裝的額外驅(qū)動(dòng)力，使納米粒子/超支化聚酯更牢固的結(jié)合在生物質(zhì)微粉的表面孔洞處。
[0024]通過(guò)納米粒子/超支化聚酯的自組裝以及包覆劑的作用，可以封閉生物質(zhì)微粉表面上的孔洞與縫隙，使生物質(zhì)微粉凸凹不平的表面變得平整，并且提高了生物質(zhì)微粉的機(jī)械強(qiáng)度，賦予了生物質(zhì)微粉表面與樹(shù)脂基體之間較好的界面相容性，從而有利于形成良好的潤(rùn)濕和界面結(jié)合。
[0025]應(yīng)對(duì)生物質(zhì)微粉表面與樹(shù)脂基體界面相容性差的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)相容劑的使用賦予兩者之間界面的相容性。
[0026]相容劑的使用量約為生物合成樹(shù)脂總質(zhì)量的0.5?5。優(yōu)選的相容劑包括:氧化改性的線性低密度聚乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來(lái)酸酐及其衍生物、氧化石蠟、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯醇-乙烯-乙烯醇三嵌段共聚物、醋酸乙烯-乙烯-醋酸乙烯三嵌段共聚物、梳狀聚合物等，及其組合物。
[0027]使用甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來(lái)酸酐及其衍生物可以增加生物質(zhì)表面與樹(shù)脂基體之間的化學(xué)鍵合，從而提高兩者之間的界面結(jié)合能力。
[0028]使用氧化石蠟、氧化改性的線性低密度聚乙烯可以在生物質(zhì)與樹(shù)脂基體之間形成兩親性的過(guò)渡層，減少表面差異導(dǎo)致的界面不相容現(xiàn)象。
[0029]通常來(lái)說(shuō)，二嵌段共聚物是最常用的高分子相容劑，但對(duì)于生物合成樹(shù)脂中物質(zhì)與樹(shù)脂基體之間的界面結(jié)合，二嵌段共聚物由于分子鏈的纏結(jié)作用，傾向于形成較厚的界面層，因此會(huì)在生物質(zhì)的表面上產(chǎn)生較多的樹(shù)脂吸流，從而降低了生物合成樹(shù)脂的可塑性、加工性能和生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的柔韌性和延展性。而使用梳狀聚合物和三嵌段(親樹(shù)脂的鏈段位于大分子結(jié)構(gòu)的中間部分)則可以有效的降低相容劑分子與樹(shù)脂大分子之間的纏結(jié)作用，傾向于形成較薄的界面層，從而能保證生物合成樹(shù)脂的加工性能、柔韌性和延展性。
[0030]相容劑體系的組合應(yīng)視生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的用途而進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于注塑用的生物合成樹(shù)脂(或木塑產(chǎn)品)，優(yōu)先選用氧化改性的線性低密度聚乙烯、反應(yīng)性相容劑和二嵌段高分子相容劑等傾向于形成牢固界面的相容劑。對(duì)于吹塑用的生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品，優(yōu)先選用氧化石蠟、梳狀聚合物、三嵌段聚合物等傾向于形成較薄界面層的相容劑。
[0031]根據(jù)生物合成樹(shù)脂的用途，絕大多數(shù)可降解生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品將被應(yīng)用于農(nóng)膜、包裝材料、一次性容器等應(yīng)用領(lǐng)域。此時(shí)應(yīng)當(dāng)在賦予生物質(zhì)與樹(shù)脂良好的界面相容性的同時(shí)，控制界面層的厚度，以保證生物合成樹(shù)脂具有良好的流動(dòng)性能和延展性。因此需要對(duì)界面層的厚度進(jìn)行控制。
[0032]本發(fā)明采用的方法包括兩種，一種是在樹(shù)脂配方中加入少量的晶型調(diào)節(jié)劑，如山梨酸鉀、檸檬酸鈉，抑制樹(shù)脂在生物質(zhì)表面上的結(jié)晶行為，從而降低界面層的厚度。另一種方法是在配方中加入少量的可塑性淀粉、聚甲基丙烯酸酯、PET等極性高分子物質(zhì)，在熔融共擠出的過(guò)程中，上述高分子將溶解于樹(shù)脂基體中，而當(dāng)溫度降低時(shí)，由于分子結(jié)構(gòu)的差異和相容性，上述高分子將在生物質(zhì)的表面上形成界面偏析，從而降低了樹(shù)脂基體大分子鏈與生物質(zhì)表面的纏結(jié)，起到了抑制表面層厚度的作用。
[0033]其中，若使用氧化改性的可塑性淀粉調(diào)節(jié)界面的厚度，氧化改性的可塑性淀粉同時(shí)還可以起到促進(jìn)降解的作用。
[0034]本發(fā)明中生物合成樹(shù)脂是指利用生物質(zhì)和通用樹(shù)脂為原料，制備出的可降解樹(shù)脂產(chǎn)品，其特征為性能穩(wěn)定，可生物降解，且降解能力可以控制的樹(shù)脂。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1未加入相容劑時(shí)生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的表面狀況圖；
[0036]圖2加入相容劑后生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的表面狀況圖；
[0037]圖3未使用相容劑時(shí)生物質(zhì)微粉與樹(shù)脂基體的界面結(jié)合狀況圖；
[0038]圖4使用相容劑后生物質(zhì)微粉與樹(shù)脂基體的界面結(jié)合狀況圖；
[0039]圖5未被表面處理及包覆的生物質(zhì)微粉圖；
[0040]圖6經(jīng)表面改性及包覆后的生物質(zhì)微粉圖；
[0041 ]圖7無(wú)機(jī)納米粒子組裝在生物質(zhì)微粉表面的形貌圖；
[0042]圖8無(wú)機(jī)納米粒子組裝在生物質(zhì)微粉表面的形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，它是由質(zhì)量百分含量為30?50%的樹(shù)脂、質(zhì)量百分含量為0.5?5%的相容劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3%的潤(rùn)滑劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3%的氧化劑和余量的填料制成;所述的填料由無(wú)機(jī)填料和生物質(zhì)填料(其中普通無(wú)機(jī)填料和生物質(zhì)填料的比例可以任意調(diào)整)構(gòu)成，所述的生物質(zhì)填料的制備方法為:首先對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行干燥處理使其水份的含量控制在2?3%，在高混機(jī)中加入生物質(zhì)微粉、包覆劑和納米粒子，在80?110 °C的條件下共混，即得生物質(zhì)填料；其中，生物質(zhì)微粉、包覆劑與納米粒子的質(zhì)量比為I:0.005?0.02:0.005?0.02。
[0044]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的樹(shù)脂為疏水性樹(shù)脂。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0045]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的樹(shù)脂為PE、PP、PET、PVC、PS等通用樹(shù)脂。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0046]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的生物合成樹(shù)脂，它是由質(zhì)量百分含量為35?50%的樹(shù)脂、質(zhì)量百分含量為0.5?4%的相容劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3 %的潤(rùn)滑劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3 %的氧化劑和余量的填料制成。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0047]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的生物合成樹(shù)脂，它是由質(zhì)量百分含量為35?45%的樹(shù)脂、質(zhì)量百分含量為0.5?3%的相容劑、質(zhì)量百分含量為I?3 %的潤(rùn)滑劑、質(zhì)量百分含量為I?3 %的氧化劑和余量的填料制成。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0048]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的生物合成樹(shù)脂，它是由質(zhì)量百分含量為35?45%的樹(shù)脂、質(zhì)量百分含量為I?3%的相容劑、質(zhì)量百分含量為I?3%的潤(rùn)滑劑、質(zhì)量百分含量為I?3%的氧化劑和余量的填料制成。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0049]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的生物合成樹(shù)脂，它是由質(zhì)量百分含量為35?40%的樹(shù)脂、質(zhì)量百分含量為2?3%的相容劑、質(zhì)量百分含量為2?3%的潤(rùn)滑劑、質(zhì)量百分含量為2?3%的氧化劑和余量的填料制成。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0050]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的相容劑為:氧化改性的線性低密度聚乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來(lái)酸酐及其衍生物、氧化石蠟、乙烯_乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯醇-乙烯-乙烯醇三嵌段共聚物、醋酸乙烯-乙烯-醋酸乙烯三嵌段共聚物和梳狀聚合物中的一種或幾種按任意比混合的混合物。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0051 ]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的包覆劑為環(huán)氧植物油和烷氧基硅烷。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0052]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的納米粒子為粒徑為80?10nm的納米碳酸|丐、納米二氧化鈦、納米二氧化娃或疏水改性的超支化聚酯。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0053]【具體實(shí)施方式】十一:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的生物質(zhì)微粉、包覆劑與納米粒子的質(zhì)量比為1:0.01?0.02:0.01?0.02。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0054]【具體實(shí)施方式】十二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的生物質(zhì)微粉、包覆劑與納米粒子的質(zhì)量比為1:0.015?0.02:0.015?0.02。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0055]【具體實(shí)施方式】十三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:生物合成樹(shù)脂在制備過(guò)程中，生物質(zhì)填料在180?250°C的條件下與樹(shù)脂熔融共擠出。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0056]【具體實(shí)施方式】十五:本實(shí)施方式一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂的應(yīng)用，它用于制備可降解材料。
[0057]【具體實(shí)施方式】十六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】十五不同的是:在制備可降解材料過(guò)程中，加入晶型調(diào)節(jié)劑或共混的高分子改性劑，調(diào)節(jié)生物質(zhì)填料與樹(shù)脂界面厚度;所述的晶型調(diào)節(jié)劑的加入量為生物合成樹(shù)脂質(zhì)量的0.1?0.5%;所述的共混的高分子改性劑的加入量為生物合成樹(shù)脂質(zhì)量的0.5?2%。其它與【具體實(shí)施方式】十五相同。
[0058]本
【發(fā)明內(nèi)容】
不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個(gè)或幾個(gè)【具體實(shí)施方式】的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的。
[0059 ]通過(guò)以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0060]實(shí)施例1
[0061]本實(shí)施例的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，按照以下步驟進(jìn)行制備:
[0062]將包覆劑環(huán)氧大豆油和表面改性劑乙烯基三甲氧基硅烷與月桂酸二丁基烯按照7:3:0.15的比例混合均勻，加熱至70?90°C，使其流動(dòng)性增加，以待噴涂使用。
[0063]將生物質(zhì)微粉加入到塑料高混機(jī)中，加熱至70?90°C，噴入配制好的表面改性劑，并加入無(wú)機(jī)納米粒子或超支化聚酯微球，充分混合10?20min后，加入樹(shù)脂、無(wú)極填料和相容劑，進(jìn)一步在80?120°C的條件下加熱混合及干燥10?20min，并轉(zhuǎn)移到冷混機(jī)種冷卻并混合，完成擠出前的混合過(guò)程。
[0064]實(shí)施例2
[0065]本實(shí)施例作為對(duì)照與實(shí)施例1進(jìn)行比較。
[0066]本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是:未加入相容劑，其它與實(shí)施例1相同。
[0067]結(jié)果如下:
[0068]如圖1和圖2所示，實(shí)施例2未使用相容劑的生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品表面存在較多的缺陷，實(shí)施例1使用相容劑后的生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品表面光滑而平整。
[0069]圖3中的SEM照片是實(shí)施例2未加入相容劑體系的生物合成樹(shù)脂的界面狀況，可以看出未使用相容劑時(shí)界面處存在裂縫和缺陷。圖4是實(shí)施例1加入相容劑體系后的SEM照片，加入相容劑后界面結(jié)合狀況良好。
[0070]圖5和圖6分別為表面處理及包覆前后的生物質(zhì)微粉的SEM圖像，從圖像中可以看出包覆處理后，生物質(zhì)表面更為平滑，有利于與樹(shù)脂基體之間的結(jié)合。
[0071]圖7和圖8是無(wú)機(jī)納米粒子組裝在生物質(zhì)微粉表面的SEM圖片，通過(guò)包覆和組裝能封閉生物質(zhì)微粉表面的孔洞，促進(jìn)生物質(zhì)與樹(shù)脂的牢固結(jié)合。
[0072]通過(guò)以上圖片分析可知，采用本發(fā)明的方法，可以控制生物質(zhì)微粉的表面形貌，賦予生物質(zhì)微粉與非極性樹(shù)脂基體之間良好的界面相容性，能使兩者之間形成良好的潤(rùn)濕和界面結(jié)合，進(jìn)而提高界面結(jié)合強(qiáng)度，減少生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的內(nèi)部缺陷，同時(shí)也對(duì)界面的厚度進(jìn)行了控制，減少了樹(shù)脂基體在生物質(zhì)表面及內(nèi)部的吸留，保證了生物合成樹(shù)脂產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定性、可加工性、柔韌性和延展性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，其特征在于它是由質(zhì)量百分含量為30?50 %的樹(shù)脂、質(zhì)量百分含量為0.5?5 %的相容劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3 %的潤(rùn)滑劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3%的氧化劑和余量的填料制成;所述的填料由無(wú)機(jī)填料和生物質(zhì)填料構(gòu)成，所述的生物質(zhì)填料的制備方法為:首先對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行干燥處理使其水份的含量控制在2?3 %，在高混機(jī)中加入生物質(zhì)微粉、包覆劑和納米粒子，在80?110°C的條件下共混，即得生物質(zhì)填料；其中，生物質(zhì)微粉、包覆劑與納米粒子的質(zhì)量比為1:0.005?0.02:0.005?0.02ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，其特征在于所述的樹(shù)脂為疏水性樹(shù)脂。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，其特征在于所述的相容劑為:氧化改性的線性低密度聚乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來(lái)酸酐及其衍生物、氧化石蠟、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯醇-乙烯-乙烯醇三嵌段共聚物、醋酸乙烯-乙烯-醋酸乙烯三嵌段共聚物和梳狀聚合物中的一種或幾種按任意比混合的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，其特征在于所述的包覆劑為環(huán)氧植物油和烷氧基硅烷。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，其特征在于所述的納米粒子為粒徑為80?10nm的納米碳酸|丐、納米二氧化鈦、納米二氧化娃或疏水改性的超支化聚酯。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，其特征在于所述的生物合成樹(shù)脂是由質(zhì)量百分含量為35?50%的樹(shù)脂、質(zhì)量百分含量為0.5?4%的相容劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3%的潤(rùn)滑劑、質(zhì)量百分含量為0.5?3%的氧化劑和余量的填料制成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，其特征在于所述的生物質(zhì)微粉、包覆劑與納米粒子的質(zhì)量比為1: 0.01?0.02:0.01?0.02。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂，其特征在于生物合成樹(shù)脂在制備過(guò)程中，生物質(zhì)填料在180?250°C的條件下與樹(shù)脂熔融共擠出。9.一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂的應(yīng)用，其特征在于它用于制備可降解材料。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種可控制界面相容性的生物合成樹(shù)脂的應(yīng)用，其特征在于在制備可降解材料過(guò)程中，加入晶型調(diào)節(jié)劑或共混的高分子改性劑，調(diào)節(jié)生物質(zhì)填料與樹(shù)脂界面厚度;所述的晶型調(diào)節(jié)劑的加入量為生物合成樹(shù)脂質(zhì)量的0.1?0.5%;所述的共混的高分子改性劑的加入量為生物合成樹(shù)脂質(zhì)量的0.5?2%。
【文檔編號(hào)】C08L97/02GK105949811SQ201610339796
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】王育欽, 馮鋼, 范大鵬
【申請(qǐng)人】黑龍江幸福人生物合成樹(shù)脂科技開(kāi)發(fā)有限公司, 王育欽