一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料及其制备方法

本发明属于改性全降解复合材料的，具体涉及一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、我国是茶油生产大国，茶油类资源极为丰富，茶油加工业比较发达，但在加工茶油的过程中，势必会产生大量的油茶麸废弃物。油茶麸占整个茶籽质量的60％ 80％，其中，油茶麸中茶皂素含量为12％ 18％，油酸含量小于20％，蛋白质含量10％ 16％，淀粉和糖类30％-50％，纤维10％-12％，水分小于12％。在茶油的加工过程中产生的大量油茶麸下脚料，只有一小部分用于加工成肥料、清塘和发电，而大部分油茶麸没有被充分利用，或者加工后的附加值极低，这样既造成浪费，又污染了环境。

2、现有技术对油茶麸的综合应用研究中，油茶麸的高附加值应用潜力很大，但是其开发程度和涉及领域及其有限。另外，生物降解塑料，如pla、pva、pbs、pbsa、pbat、pcl、pha、phbv、淀粉等，与pp、pe等塑料相比具有生物降解性，但生物降解塑料本身也存在难以克服的缺陷，单独使用均存在性能缺陷，包括加工热稳定性较差，热形变温度低，塑性、韧性差，以及对水蒸气阻隔性差等缺点，以聚乳酸(pla)为例，pla具有较高的模量和强度，但pla制品硬而脆，塑性差，如不对pla进行共混改性以提高pla的塑性以及耐热性，将制约pla的应用和发展前景。

技术实现思路

1、基于此，本发明实施例当中提供了一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料及其制备方法，旨在充分利用油茶麸具有的特性和有机质成分对生物降解基体树脂进行改性，以提高复合材料的力学性能和应用性能。

2、本发明实施例的第一方面提供了一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料，包括生物降解基体pla 100份，油茶麸改性粉体10份100份，助剂0.1份 10份。

3、进一步的，所述助剂包括但不限于甘油、异山梨糖醇。

4、本发明实施例的第二方面提供了一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法，用于制备上述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料，包括：

5、按重量份分别称取生物降解基体pla、油茶麸粉体以及助剂；

6、将生物降解基体pla进行干燥处理，得到生物降解基体pla母粒；

7、将油茶麸改性粉体与助剂放入混合机中搅拌均匀，得到第一混合物；

8、将生物降解基体pla母粒加入第一混合物中，并搅拌均匀，得到第二混合物；

9、将第二混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混，得到油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料。

10、进一步的，所述按重量份分别称取生物降解基体pla、油茶麸粉体以及助剂的步骤之前包括：

11、将油茶麸废料置于去离子水中进行超声处理，去除附着在表层的杂质物后，取出并烘干；

12、将烘干的油茶麸废料进行粗磨处理，得到油茶麸颗粒物；

13、将油茶麸颗粒物依次进行低温粉碎研磨处理、烘干处理，得到初始油茶麸粉体；

14、向初始油茶麸粉体中加入助剂，进行表面处理，得到油茶麸改性粉体。

15、进一步的，所述将生物降解基体pla进行干燥处理，得到生物降解基体pla母粒的步骤中，将生物降解基体pla置于40℃ 50℃的真空烘箱中干燥6h12h，得到生物降解基体pla母粒。

16、进一步的，所述将油茶麸改性粉体与助剂放入混合机中搅拌均匀，得到第一混合物的步骤包括：

17、将油茶麸改性粉体与甘油放入混合机中进行搅拌混合，再加入异山梨糖醇，继续搅拌，得到第一混合物。

18、进一步的，所述将油茶麸改性粉体与甘油放入混合机中进行搅拌混合，再加入异山梨糖醇，继续搅拌，得到第一混合物的步骤中，搅拌速率为2800rpm-3200rpm，油茶麸改性粉体与甘油的搅拌时间为20min 30min，再加入异山梨糖醇的搅拌时间为8min-12min。

19、进一步的，所述将第二混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混，得到油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的步骤中，双螺杆挤出机的机筒温度为170℃-190℃，螺杆转速为160rpm 180rpm。

20、进一步的，所述初始油茶麸粉体的粒径为100目-300目。

21、本发明实施例的第三方面提供了一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料在注塑制品上的应用，用于将上述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法制备得到油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料加入注塑机中进行注塑成型，以得到注塑制品。

22、与现有技术相比，实施本发明具有如下有益效果：

23、1、本发明的油茶麸改性粉体对生物降解基体pla具有优异的界面相容性和界面结合力，对生物降解基体pla共混物具有优异的补强、增强作用和增韧作用，使得复合材料塑性韧性更好；

24、2、油茶麸改性粉体提高了生物降解基体pla的耐温性能，改善共混物的加工成型稳定性；

25、3、油茶麸改性粉体中含有茶皂素，具有一定抗菌性能。

技术特征：

1.一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料，其特征在于，包括生物降解基体pla 80份-100份，油茶麸改性粉体10份100份，助剂0.1份 10份。

2.根据权利要求1所述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料，其特征在于，所述助剂包括但不限于甘油、异山梨糖醇。

3.一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法，用于制备权利要求1-2任一项所述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述按重量份分别称取生物降解基体pla、油茶麸粉体以及助剂的步骤之前包括：

5.根据权利要求3所述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述将生物降解基体pla进行干燥处理，得到生物降解基体pla母粒的步骤中，将生物降解基体pla置于40℃ 50℃的真空烘箱中干燥6h 12h，得到生物降解基体pla母粒。

6.根据权利要求3所述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述将油茶麸改性粉体与助剂放入混合机中搅拌均匀，得到第一混合物的步骤包括：

7.根据权利要求6所述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述将油茶麸改性粉体与甘油放入混合机中进行搅拌混合，再加入异山梨糖醇，继续搅拌，得到第一混合物的步骤中，搅拌速率为2800rpm-3200rpm，油茶麸改性粉体与甘油的搅拌时间为20min 30min，再加入异山梨糖醇的搅拌时间为8min-12min。

8.根据权利要求3所述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述将第二混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混，得到油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的步骤中，双螺杆挤出机的机筒温度为170℃-190℃，螺杆转速为160rpm 180rpm。

9.根据权利要求4所述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述初始油茶麸粉体的粒径为100目-300目。

10.一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料在注塑制品上的应用，其特征在于，用于将权利要求3-9任一项所述的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的制备方法制备得到油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料加入注塑机中进行注塑成型，以得到注塑制品。

技术总结
本发明提供了一种油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料及其制备方法，该方法通过将废弃的油茶麸粉作为全降解生物基体PLA的改性成分，最终制备的油茶麸改性全降解聚乳酸复合材料的断裂伸长率提高，同时提高了复合材料的尺寸稳定性，改善共混物的加工成型稳定性，获得了良好注塑成型效果(充填及脱模)，同时实现了废弃生物质(油茶麸)的高值化综合利用。另外，由于油茶麸的主要成分为茶皂素、茶油、蛋白质、淀粉和糖、纤维、水分。其中，纤维和蛋白质的填充具有塑性增强作用，同时，茶皂素、茶油、蛋白质、淀粉和糖、纤维等有机物质对全降解生物基体具有较好的界面结合作用和相容作用，使得油茶麸粉能有效提高全降解生物基体的综合性能。

技术研发人员：李厅,黄益宾,余忠,应忠,杨流赛,阮宇飞,熊林峰,刘志清,方正,那智
受保护的技术使用者：上饶师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19