一种可降解PP材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子复合材料，具体地，涉及一种可降解pp材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚丙烯（pp）是丙烯通过加聚反应而成的聚合物，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料，具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，广泛应用于各种领域，包括包装、建筑、纺织等。然而，传统pp塑料属于非生物降解材料，在环境中会堆积造成污染，严重威胁生态平衡。

2、木塑复合材料是以塑胶材料为基体，与木粉、稻壳、秸秆等废天然材料结合，经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺生产出的复合材料。通过木塑复合可在一定程度上赋予聚丙烯可生物降解性，但是，聚丙烯为非极性材料，而木质材料上通常都含有大量极性基团，使得木质材料与聚丙烯的相容性极差，引入的木质材料在复合材料形成缺陷，造成基体材料的力学性能急剧恶化，限制了木质材料的掺杂量；现有技术中，通过对木质材料进行偶联处理，提高其与聚丙烯基体的相容性，在一定程度上可以提升复合材料的力学性能，可适当提高木质材料的掺杂比例，但是，偶联层对木质材料形成屏蔽，不利于微生物进入木质材料中进行降解，使得复合材料的降解效率低。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种可降解pp材料及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种可降解pp材料，按照重量份计包括：pp树脂100份、poe树脂8-12份、木粉基降解剂40-55份、润滑剂1.5-2.2份和抗氧剂0.2-0.25份。

4、所述木粉基降解剂由以下方法制备：

5、步骤a1：将γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和乙醇溶液预混，用甲酸酸化至ph值为3-4，加入木粉超声分散，通入氮气保护，升温至45-55℃，施加30-50rpm搅拌反应6-8h，过滤并对滤渣洗涤至中性，真空干燥，得到氨化微粉；

6、进一步地，木粉、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和乙醇溶液的用量比为50g：4.5-6ml：50-70ml，γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷水解并与木粉中羟基偶联，向木粉表面引入活性氨基；

7、优选地，木粉的细度为100-150目，该细度下的木粉分散性稳定，对复合材料的力学性能影响较小。

8、步骤a2：将氨化微粉、三乙胺和无水二氧六环混合，通入干燥氮气保护，室温下施加60-90rpm搅拌，缓慢加入氯乙酰氯反应4-5h，之后升温75-90℃，加入乳酸烷基酯继续反应10-15h，反应结束减压旋蒸脱除二氧六环，得到木粉基降解剂；

9、进一步地，氨化微粉、氯乙酰氯、乳酸烷基酯、三乙胺和无水二氧六环的用量比为50g：3.2-4ml：5.5-6.2g：60-80ml，氯乙酰氯与氨化微粉中接枝的活性氨基进行酰胺化反应，之后乳酸烷基酯中的羟基与酰胺化后残留的烷基氯取代，向木粉表面引入乳酸烷基酯结构改性；

10、优选地，乳酸烷基酯为乳酸乙酯、乳酸丁酯和乳酸异戊酯中的一种或多种。

11、优选地，润滑剂为硬脂酸钙。

12、优选地，抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168复配而成。

13、一种可降解pp材料的制备方法，包括如下步骤：

14、步骤s1：将各原料采用高混机混匀，转入转矩流变仪中在170-180℃密炼至转矩稳定，出料造粒，得到复合母粒；

15、步骤s2：将复合母粒装入注塑机中，设置模温为50-60℃，注胶口温度为230-240℃，注胶压力为4.5-5mpa，保压压力为3-3.5mpa，将复合母粒注塑成型，得到可降解pp材料。

16、本发明的有益效果：

17、本发明通过共混方式向pp材料中复配木粉基降解剂赋予其一定的生物降解性，该木粉基降解剂以生物基的木粉为基体，由γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷进行偶联处理，在木粉的表面引入活性氨基改性，再由氯乙酰氯与氨化微粉中接枝的活性氨基进行酰胺化反应，最后由乳酸烷基酯中的羟基与酰胺化后残留的烷基氯取代，向木粉表面引入乳酸烷基酯结构改性；木粉基降解剂的表面引入大量短链烷基，大大降低表面极性，利于在共混过程中分散到pp基体中，在共混成型过程中，木粉基降解剂的表层酰胺结构促进pp基体形成β相晶型，在木粉与pp基体间形成韧性连接层，弱化木粉以缺陷的形式引入造成的力学性能恶化问题，从而使得木粉在高比例掺杂下仍能保持良好的力学性能，有利于提升材料的降解程度；此外，木粉表面引入的乳酸烷基酯具有较高的生物降解性，木粉基降解剂具有双层降解结构，在生物降解过程中，表层的乳酸烷基酯作为培养层被优先降解，在木粉的表面富集微生物，不断侵蚀进入木粉中进行分解，弥补偶联处理阻碍木粉被降解的问题，使得材料在适宜条件下可被有效降解。

1.一种可降解pp材料，其特征在于，按照重量份计包括：pp树脂100份、poe树脂8-12份、木粉基降解剂40-55份、润滑剂1.5-2.2份和抗氧剂0.2-0.25份；

2.根据权利要求1所述的一种可降解pp材料，其特征在于，木粉的细度为100-150目。

3.根据权利要求2所述的一种可降解pp材料，其特征在于，木粉、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和乙醇溶液的用量比为50g：4.5-6ml：50-70ml。

4.根据权利要求3所述的一种可降解pp材料，其特征在于，氨化微粉、氯乙酰氯、乳酸烷基酯、三乙胺和无水二氧六环的用量比为50g：3.2-4ml：5.5-6.2g：60-80ml。

5.根据权利要求4所述的一种可降解pp材料，其特征在于，乳酸烷基酯为乳酸乙酯、乳酸丁酯和乳酸异戊酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种可降解pp材料，其特征在于，润滑剂为硬脂酸钙。

7.根据权利要求1所述的一种可降解pp材料，其特征在于，抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168复配而成。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种可降解pp材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：