本發(fā)明涉及一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，屬于木塑加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近十幾年,木塑復(fù)合材料制品逐漸走向市場,但一些木塑材料性能仍不理想,如沖擊強(qiáng)度、彎曲模量較低。提高木粉含量可導(dǎo)致木塑復(fù)合材料沖擊性能急劇下降,如填充量超過40%時,沖擊性能降低50%以上;此外木粉含量提高加劇了木塑的易燃性,而良好的阻燃性能是建筑材料的重要性能之一。因此,改善力學(xué)性能和阻燃性能是提高木塑復(fù)合材料廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。
木塑復(fù)合材料（WPC）是植物纖維和塑料的有機(jī)結(jié)合體，兼顧了植物纖維和塑料的雙重特性，既有木材和塑料的優(yōu)良性能，同時又克服了木材和塑料本身固有的一些缺點(diǎn)。雖然 WPC 具有較多的優(yōu)點(diǎn)，但它也有兩種材料各自的缺點(diǎn)：如塑料材料容易發(fā)生老化降解，木纖維容易發(fā)生腐朽等。目前很多 WPC 產(chǎn)品都用于室外，因而對 WPC 的老化與防腐性能研究具有十分重要的意義。
相比傳統(tǒng)木塑復(fù)合材料，聚乳酸（PLA）木塑復(fù)合材料由于其良好的生物可降解性而有更好的應(yīng)用價值。
本發(fā)明旨在提供一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其既有良好的生物可降解性，又具有很好的力學(xué)性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的聚乳酸木塑材料的缺點(diǎn)，提供一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其既有良好的生物可降解性，又具有很好的力學(xué)性能。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其通過如下方法制備得到：
（1）植物纖維的準(zhǔn)備：
按照下列重量份數(shù)，取椰子纖維50-60份，蔗糖渣3-6份，水曲柳木粉10份，稻殼粉3份混合均勻；
(2)植物纖維酶改性：
按照下列重量份數(shù)，取木質(zhì)素過氧化物酶0.6-0.9份，漆酶0.5-1份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制備成酶溶液；
將混合植物纖維按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒溫38℃處理40-60min，最后加熱到80℃處理50min；
改性后，用清水漂洗干凈，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份數(shù)配置干燥好了的原料：改性植物纖維42-60份，聚乳酸100-120份，納米碳酸鈣0.8份；
將稱取的聚乳酸粒料在開煉機(jī)上完全熔融后，均勻加入改性植物纖維，混合均勻后，再加入其它所有原料，調(diào)整轉(zhuǎn)速為30r/min，然后翻料共混 5-6min，使原料充分混合均勻；
（4）預(yù)壓：
將開煉后的共混物趁熱預(yù)壓成 8mm 厚的片材，備用；
（5）熱壓成型：
將上述預(yù)壓共混物在平板硫化機(jī)上經(jīng)預(yù)熱 10min，反復(fù)泄壓加壓放氣3min，除去復(fù)合材料熔體中的氣泡，保壓 10min 后冷卻成型，制得耐老化聚乳酸木塑復(fù)合材料。
本發(fā)明的有益之處在于：
本發(fā)明提供了一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其原料天然，既有良好的生物可降解性，又具有很好的力學(xué)性能。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其通過如下方法制備得到：
（1）植物纖維的準(zhǔn)備：
按照下列重量份數(shù)，取椰子纖維50份，蔗糖渣6份，水曲柳木粉10份，稻殼粉3份混合均勻；
(2)植物纖維酶改性：
按照下列重量份數(shù)，取木質(zhì)素過氧化物酶0.6份，漆酶1份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制備成酶溶液；
將混合植物纖維按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒溫38℃處理40min，最后加熱到80℃處理50min；
改性后，用清水漂洗干凈，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份數(shù)配置干燥好了的原料：改性植物纖維60份，聚乳酸100份，納米碳酸鈣0.8份；
將稱取的聚乳酸粒料在開煉機(jī)上完全熔融后，均勻加入改性植物纖維，混合均勻后，再加入其它所有原料，調(diào)整轉(zhuǎn)速為30r/min，然后翻料共混 6min，使原料充分混合均勻；
（4）預(yù)壓：
將開煉后的共混物趁熱預(yù)壓成 8mm 厚的片材，備用；
（5）熱壓成型：
將上述預(yù)壓共混物在平板硫化機(jī)上經(jīng)預(yù)熱 10min，反復(fù)泄壓加壓放氣3min，除去復(fù)合材料熔體中的氣泡，保壓 10min 后冷卻成型，制得耐老化聚乳酸木塑復(fù)合材料。制得尺寸為180mm×100mm×1mm 的復(fù)合材料板材，成型溫度為 185℃，壓力為 12MPa。
實(shí)施例2：
一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其通過如下方法制備得到：
（1）植物纖維的準(zhǔn)備：
按照下列重量份數(shù)，取椰子纖維60份，蔗糖渣3份，水曲柳木粉10份，稻殼粉3份混合均勻；
(2)植物纖維酶改性：
按照下列重量份數(shù)，取木質(zhì)素過氧化物酶0.9份，漆酶0.5份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制備成酶溶液；
將混合植物纖維按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒溫38℃處理60min，最后加熱到80℃處理50min；
改性后，用清水漂洗干凈，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份數(shù)配置干燥好了的原料：改性植物纖維42份，聚乳酸120份，納米碳酸鈣0.8份；
將稱取的聚乳酸粒料在開煉機(jī)上完全熔融后，均勻加入改性植物纖維，混合均勻后，再加入其它所有原料，調(diào)整轉(zhuǎn)速為30r/min，然后翻料共混 5min，使原料充分混合均勻；
（4）預(yù)壓：
將開煉后的共混物趁熱預(yù)壓成 8mm 厚的片材，備用；
（5）熱壓成型：
將上述預(yù)壓共混物在平板硫化機(jī)上經(jīng)預(yù)熱 10min，反復(fù)泄壓加壓放氣3min，除去復(fù)合材料熔體中的氣泡，保壓 10min 后冷卻成型，制得耐老化聚乳酸木塑復(fù)合材料。制得尺寸為180mm×100mm×1mm 的復(fù)合材料板材，成型溫度為 185℃，壓力為 12MPa。
實(shí)施例3：
一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其通過如下方法制備得到：
（1）植物纖維的準(zhǔn)備：
按照下列重量份數(shù)，取椰子纖維51份，蔗糖渣5份，水曲柳木粉10份，稻殼粉3份混合均勻；
(2)植物纖維酶改性：
按照下列重量份數(shù)，取木質(zhì)素過氧化物酶0.7份，漆酶0.9份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制備成酶溶液；
將混合植物纖維按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒溫38℃處理50min，最后加熱到80℃處理50min；
改性后，用清水漂洗干凈，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份數(shù)配置干燥好了的原料：改性植物纖維59份，聚乳酸110份，納米碳酸鈣0.8份；
將稱取的聚乳酸粒料在開煉機(jī)上完全熔融后，均勻加入改性植物纖維，混合均勻后，再加入其它所有原料，調(diào)整轉(zhuǎn)速為30r/min，然后翻料共混 6min，使原料充分混合均勻；
（4）預(yù)壓：
將開煉后的共混物趁熱預(yù)壓成 8mm 厚的片材，備用；
（5）熱壓成型：
將上述預(yù)壓共混物在平板硫化機(jī)上經(jīng)預(yù)熱 10min，反復(fù)泄壓加壓放氣3min，除去復(fù)合材料熔體中的氣泡，保壓 10min 后冷卻成型，制得耐老化聚乳酸木塑復(fù)合材料。制得尺寸為180mm×100mm×1mm 的復(fù)合材料板材，成型溫度為 185℃，壓力為 12MPa。
實(shí)施例4：
一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其通過如下方法制備得到：
（1）植物纖維的準(zhǔn)備：
按照下列重量份數(shù)，取椰子纖維59份，蔗糖渣4份，水曲柳木粉10份，稻殼粉3份混合均勻；
(2)植物纖維酶改性：
按照下列重量份數(shù)，取木質(zhì)素過氧化物酶0.8份，漆酶0.6份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制備成酶溶液；
將混合植物纖維按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒溫38℃處理41min，最后加熱到80℃處理50min；
改性后，用清水漂洗干凈，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份數(shù)配置干燥好了的原料：改性植物纖維43份，聚乳酸105份，納米碳酸鈣0.8份；
將稱取的聚乳酸粒料在開煉機(jī)上完全熔融后，均勻加入改性植物纖維，混合均勻后，再加入其它所有原料，調(diào)整轉(zhuǎn)速為30r/min，然后翻料共混 5min，使原料充分混合均勻；
（4）預(yù)壓：
將開煉后的共混物趁熱預(yù)壓成 8mm 厚的片材，備用；
（5）熱壓成型：
將上述預(yù)壓共混物在平板硫化機(jī)上經(jīng)預(yù)熱 10min，反復(fù)泄壓加壓放氣3min，除去復(fù)合材料熔體中的氣泡，保壓 10min 后冷卻成型，制得耐老化聚乳酸木塑復(fù)合材料。制得尺寸為180mm×100mm×1mm 的復(fù)合材料板材，成型溫度為 185℃，壓力為 12MPa。
實(shí)施例5：
一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其通過如下方法制備得到：
（1）植物纖維的準(zhǔn)備：
按照下列重量份數(shù)，取椰子纖維55份，蔗糖渣6份，水曲柳木粉10份，稻殼粉3份混合均勻；
(2)植物纖維酶改性：
按照下列重量份數(shù)，取木質(zhì)素過氧化物酶0.6份，漆酶0.8份，β-葡聚糖酶0.5份，水100份，制備成酶溶液；
將混合植物纖維按照重量比1:30的比例投入酶溶液中，保持恒溫38℃處理59min，最后加熱到80℃處理50min；
改性后，用清水漂洗干凈，60℃烘干；
（3）原料共混：
按照如下重量份數(shù)配置干燥好了的原料：改性植物纖維50份，聚乳酸115份，納米碳酸鈣0.8份；
將稱取的聚乳酸粒料在開煉機(jī)上完全熔融后，均勻加入改性植物纖維，混合均勻后，再加入其它所有原料，調(diào)整轉(zhuǎn)速為30r/min，然后翻料共混 6min，使原料充分混合均勻；
（4）預(yù)壓：
將開煉后的共混物趁熱預(yù)壓成 8mm 厚的片材，備用；
（5）熱壓成型：
將上述預(yù)壓共混物在平板硫化機(jī)上經(jīng)預(yù)熱 10min，反復(fù)泄壓加壓放氣3min，除去復(fù)合材料熔體中的氣泡，保壓 10min 后冷卻成型，制得耐老化聚乳酸木塑復(fù)合材料。制得尺寸為180mm×100mm×1mm 的復(fù)合材料板材，成型溫度為 185℃，壓力為 12MPa。
實(shí)施例6：效果測評
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040.2-2006將依照上述制備的的復(fù)合材料板材制成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，并依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)在臺式電子萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上測試復(fù)合材料自然土埋降解前后的拉伸性能，拉伸速率為 2mm/min。
對實(shí)施例1-5制備得到的改性聚乳酸塑料按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能的測試，結(jié)果如表1所示：
表1
由此可見，本發(fā)明提供了一種高韌性聚乳酸木塑復(fù)合材料，其原料天然，既有良好的生物可降解性，又具有很好的力學(xué)性能。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。