一种烟杆生物基材料及其制备方法与应用与流程

本发明属于新材料领域，具体涉及一种烟杆生物基材料及其制备方法与应用。

背景技术：

我国是世界第一烟草种植大国，据统计，全国种植烟草211万亩，年均产量为273万吨，其中烟杆约150万吨。随之产生的众多烟杆便成了废料，人们采用焚烧的方式处理烟杆，不仅污染了空气，还浪费了资源，长此以往不利于环境可持续发展。

随着经济全球化的深入发展，日益强化的消费者环保意识正以不可阻挡的趋势影响着各类工业产品市场及相关制品的开发和发展。基于生物质膜塑制品面向工农业产品包装、货物托运和工业用途等，符合环境环保发展要求，是传统包装制品的最佳替代品，是未来绿色包装可持续发展方向。

烟杆与其他农作物秸秆一样，虽含有大量纤维，但纤维力学性能差，用烟杆纤维作为纸浆模塑的原料，耐压耐折能力弱。改性后的烟感纤维力学能力强，且烟杆中含有烟碱，能够杀菌抑菌，拓宽烟杆制成的纸塑制品的使用范围，满足人们的生活生产需要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种烟杆生物基材料及其制备方法与应用。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种烟杆生物基材料，包括以下按重量份数计组成的原料：改性烟杆纤维5-70份、塑料20-90份、相容剂1-10份、润滑剂0.1-5份、着色剂（色母粒）0.1-5份、抗氧化剂0.1-3份、稳定剂0.1-3份。

作为改进的是，所述塑料为废旧塑料。

作为改进的是，所述塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚乳酸、聚酰胺、聚苯乙烯中一种或多种组合；所述相容剂为马来酸酐或马来酸酐接枝聚烯烃共聚物；所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇、硬脂酸中一种或多种复合；所述着色剂（色母粒）为铁红、铁黄、酞青绿、酞青蓝、炭黑、钛白粉中至少一种；所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂246、抗氧化剂1076中一种或多种组合；所述稳定剂为光稳定剂am-101、紫外线吸收剂uv-326中的一种或两种组合。

作为改进的是，所述改性烟杆纤维的制备方法：第一步，将烟杆原料干燥至含水率为1-2%后，研磨得烟杆细粉，备用；第二步，按照质量百分比称取烟杆细粉60-90%、矿物质5-50%、偶联剂1-10%、接枝剂1-10%投入高速混合机中，加热混合5-30分钟得改性烟杆纤维。

作为进一步改进的是，所述高速混合物机的参数：转速500-1500rpm，加热温度为90-130℃。

上述烟杆生物基材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按需要称取所需的原料；

步骤2，将步骤1中称取的原料混合均匀后，投入造粒机中造粒，得母料；

步骤3，将母料投入挤出机中挤出得烟杆生物基材料。

作为改进的是，步骤2中造粒机的步骤2中造粒机的造粒温度为110-140℃。

作为改进的是，步骤3中挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出粒径为2-4nm。

上述烟杆生物基材料在室外地板、栈道护栏或装饰墙板上的应用。

有益效果

本发明利用改性烟杆纤维为原料，制备纸塑制品，开拓了新原料，降低了生产成本，减少了环境污染，另外，改性烟感纤维制备的纸塑产品杀菌能力强，抑菌效果持久，尤其适合作为食品包装盒、育苗盆等需要自主杀菌能力强的包装产品。

附图说明

图1为烟杆纤维改性前的sem图；

图2为烟杆纤维改性后的sem图：

具体实施方式

实施例1

一种烟杆生物基材料，包括以下按重量份数计组成的原料：改性烟杆纤维5份、塑料20份、相容剂1份、润滑剂0.1份、着色剂（色母粒）0.1份、抗氧化剂0.1份、稳定剂0.1份。

其中，所述塑料为聚乙烯；所述相容剂为马来酸酐；所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；所述着色剂（色母粒）为铁红和铁黄；所述抗氧化剂为抗氧化剂1010；所述稳定剂为光稳定剂am-101。

所述改性烟杆纤维的制备方法：第一步，将烟杆原料干燥至含水率为1%后，研磨得烟杆细粉，备用；第二步，按照质量百分比称取烟杆细粉60%、矿物质5%、偶联剂1%、接枝剂1%投入高速混合机中，在转速500rpm，加热温度为90℃混合5分钟得改性烟杆纤维。

上述烟杆生物基材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按需要称取所需的原料；

步骤2，将步骤1中称取的原料混合均匀后，投入造粒机中110℃下造粒，得母料；

步骤3，将母料投入挤出机中180℃下挤出得粒径为2nm的烟杆生物基材料。

实施例2

一种烟杆生物基材料，包括以下按重量份数计组成的原料：改性烟杆纤维58份、塑料75份、相容剂5份、润滑剂5份、着色剂（色母粒）4份、抗氧化剂1.8份、稳定剂2.5份。

其中，所述塑料为聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯组合；所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃共聚物；所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇和硬脂酸复合；所述着色剂（色母粒）为铁红；所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂24和抗氧化剂1076组合；所述稳定剂为光稳定剂am-101。

所述改性烟杆纤维的制备方法：第一步，将烟杆原料干燥至含水率为2份后，研磨得烟杆细粉，备用；第二步，按照质量百分比称取烟杆细粉60-90%、矿物质5-50%、偶联剂1-10%、接枝剂1-10%投入高速混合机中，在转速为1000rpm，加热温度为100℃下混合25分钟得改性烟杆纤维。

上述烟杆生物基材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按需要称取所需的原料；

步骤2，将步骤1中称取的原料混合均匀后，投入造粒机中120℃下造粒，得母料；

步骤3，将母料投入挤出机中10℃下挤出粒径为3nm的烟杆生物基材料。

实施例3

一种烟杆生物基材料，包括以下按重量份数计组成的原料：改性烟杆纤维70份、塑料90份、相容剂10份、润滑剂5份、着色剂（色母粒）5份、抗氧化剂3份、稳定剂3份。

其中，所述塑料为聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯组合；所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃共聚物；所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇和硬脂酸复合；所述着色剂（色母粒）为铁红；所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂24和抗氧化剂1076组合；所述稳定剂为光稳定剂am-101。

所述改性烟杆纤维的制备方法：第一步，将烟杆原料干燥至含水率为2%后，研磨得烟杆细粉，备用；第二步，按照质量百分比称取烟杆细粉60-90%、矿物质5-50%、偶联剂1-10%、接枝剂1-10%投入高速混合机中，在转速为1000rpm，加热温度为100℃下混合25分钟得改性烟杆纤维。

上述烟杆生物基材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按需要称取所需的原料；

步骤2，将步骤1中称取的原料混合均匀后，投入造粒机中140℃造粒，得母料；

步骤3，将母料投入挤出机中200℃下挤出粒径4nm的烟杆生物基材料。

对比例1

一种烟杆生物基材料，包括以下按重量份数计组成的原料：烟杆纤维70份、塑料90份、相容剂10份、润滑剂5份、着色剂（色母粒）5份、抗氧化剂3份、稳定剂3份。

其中，所述塑料为聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯组合；所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃共聚物；所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇和硬脂酸复合；所述着色剂（色母粒）为铁红；所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂24和抗氧化剂1076组合；所述稳定剂为光稳定剂am-101。

上述烟杆生物基材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按需要称取所需的原料；

步骤2，将步骤1中称取的原料混合均匀后，投入造粒机中140℃造粒，得母料；

步骤3，将母料投入挤出机中200℃下挤出粒径4nm的烟杆生物基材料。

性能试验

对实施例1-3所得烟杆生物基材料和对比例1所得烟杆生物基材料的性能进行检测，数据如下表所示。

从上表数据中可以看出，本发明利用改性烟杆纤维为原料制备纸塑产品，耐压强度大，杀菌能力强，耐磨损且吸水率低，相对于改性前的烟杆纤维，综合性能得以提高，拓宽了烟杆的使用范围。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改进和变换，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。