生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，所述生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以聚羥基丁酸戊酸共聚酯為基體，以竹原纖維為增強(qiáng)體，該復(fù)合材料質(zhì)量輕、價廉、可以生物降解，對環(huán)境無污染。
【專利說明】生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]許多新型材料在給人類帶來各種方便的同時，也給人們帶來難以想象的麻煩。由于有些廢棄材料在自然條件下不會降解，燃燒又會釋放出有害氣體，給生態(tài)環(huán)境造成了難以治理的污染。
[0003]因此，有必要設(shè)計一種不會對環(huán)境產(chǎn)生污染的復(fù)合材料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種不會對環(huán)境產(chǎn)生污染的復(fù)合材料。
[0005]本發(fā)明提供一種生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，所述生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以聚羥基丁酸戊酸共聚酯為基體，以竹原纖維為增強(qiáng)體。
[0006]優(yōu)選的，所述竹原纖維強(qiáng)度6.5cN/dtex-7.5cN/dtex。
[0007]優(yōu)選的，所述竹原纖維切斷長度為30mm-50mm。
[0008]優(yōu)選的，所述竹原纖維與聚羥基丁酸戊酸共聚酯的質(zhì)量配比的范圍為30/70-55/45。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有如下技術(shù)效果:該復(fù)合材料質(zhì)量輕、價廉、可以生物降解，對環(huán)境無污染。
【具體實施方式】 [0010]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0011]聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)是一種生物高分子聚酯，它與聚丙烯有相似的性質(zhì)。這種材料在廢棄后，即使在潮濕的環(huán)境下也是穩(wěn)定的，但在有微生物的情況下，它將降解為二氧化碳和水。因此它具有良好的生物相容性、生物降解性以及生物可吸收性。聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)的原料來源十分豐富，各種植物的殘骸經(jīng)發(fā)酵、分離均可制備PHBV0
[0012]PBHV具有完全的生物相容性和對水、氣的高阻隔性等。因此在諸如醫(yī)用材料(縫線、骨釘)、薄膜材料(地膜、購物袋、堆肥袋)、一次性用品(筆、餐具)、包裝材料(特別是食品包裝)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。以PHBV為基體，以淀粉等各類無機(jī)物纖維素纖維為增強(qiáng)體或填充物，可以制得性能各異的生物可降解的復(fù)合材料，以滿足不同場合的使用要求。比如采用聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)生產(chǎn)生物自毀塑料在醫(yī)療上用途頗廣。例如，在骨折手術(shù)中，它可以充當(dāng)骨骼間的承托物。隨著骨骼的愈合，它也會逐漸自行分解。荷蘭科學(xué)家發(fā)明一種塑料，植入體內(nèi)大約兩年便自行分解，變成二氧化碳和水。還有一種線狀生物自毀塑料，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的醫(yī)用外科手術(shù)線縫合傷口。這種塑料手術(shù)線，可被身體逐漸吸收，免除拆線之苦惱。此外，用生物自毀塑料制成的藥用膠囊，在體內(nèi)會慢慢溶解，并且可控制藥物進(jìn)入血管的速度。
[0013]我國擁有豐富的竹林資源，資源面積、產(chǎn)量均居世界第一，世界竹類資源中性能最優(yōu)良、利用價值最高的毛竹林約有90%分布在我國南方。竹纖維分成天然竹纖維(竹原纖維)和化學(xué)竹纖維(竹漿纖維和竹炭纖維)兩大類。竹原纖維就是從自然生長的竹子中提取出的一種纖維素纖維，是繼棉、麻、毛、絲之后的第五大天然纖維。竹纖維具有良好的透氣性、瞬間吸水性、較強(qiáng)的耐磨性和良好的染色性等特性，同時又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外線功能。竹原纖維資源豐富，價格低廉，比模量和比強(qiáng)度高，在復(fù)合材料中可部分取代玻璃等合成纖維，制作復(fù)合材料時生產(chǎn)成本低，有利于節(jié)約能源；而它最突出的優(yōu)點是具有生物降解性和可再生性，對環(huán)境無污染，這是其它任何增強(qiáng)材料無法比擬的。本項目采用竹原纖維強(qiáng)度為6.5cN/dtex-7.5cN/dtex,長度為30mm-50mm。
[0014]本方法以開發(fā)成本低、制作工藝簡單的生物可降解復(fù)合材料為目標(biāo)，選擇加工流程短、成本低、無需織造的針刺非織造加工方法來制作竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過選擇聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)作為復(fù)合材料的基體，選擇竹原纖維為復(fù)合材料的增強(qiáng)體或填充物，經(jīng)過反復(fù)試驗后采用一定的工藝流程和工藝條件，開發(fā)出生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
[0015]一種聚羥基丁酸戊酸共聚酯復(fù)合材料的制備方法，包括原料處理、鋪網(wǎng)針刺、模壓成型。
[0016]原料處理:
[0017]竹原纖維在進(jìn)行開松混合前，需進(jìn)行堿處理，通過多次實驗確定最佳堿處理工藝如下:將竹原纖維浸泡于7.5%的NaOH溶液中90min后，溫度為200C，用清水洗凈后干燥。
[0018]聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)是一種生物高分子聚酯，它的熔點較低(165°C )，起始分解溫度在180°C左右，它具有良好的生物相容性，生物降解性以及生物可吸收性。
[0019]以PHBV為復(fù)合材料的基體，以竹原纖維為增強(qiáng)體或填充物，可以制得性能各異的生物可降解的復(fù)合材料，以滿足不同領(lǐng)域的使用要求。
[0020]鋪網(wǎng)針刺:
[0021]工藝流程:開松、給棉、梳理、鋪網(wǎng)、進(jìn)料、預(yù)針刺、成卷、針刺。
[0022]所用設(shè)備:WL-GK-1-600型開松機(jī)、WL-J-500型給棉機(jī)、WL-GS-A-600型梳理機(jī)、WL-ZGS.Z-Y-800型預(yù)針刺機(jī)、WL-ZGS.Z-Z-800型針刺機(jī)、WL-800型成卷機(jī)，以上設(shè)備由中國太倉雙鳳非織造布設(shè)備有限公司制造。
[0023]開松機(jī)由梳棉風(fēng)機(jī)、主開松輥、勾槽羅拉、進(jìn)料簾等組成，在操作過程中因為有棉結(jié)，梳棉風(fēng)機(jī)處長期不處理會因堆積過多造成聲音異常，影響梳棉進(jìn)度。
[0024]預(yù)針刺機(jī)動程50mm，每米布針量按3500枚布針，如需增加針刺密度。必須提高主機(jī)頻率和減少進(jìn)、 出料速度，如需減少針刺密度，則相反，還有調(diào)節(jié)針刺深度。預(yù)針刺機(jī)主要是針對成網(wǎng)工序后高蓬松且纖維間抱合力很小的纖網(wǎng)層進(jìn)行針刺，其基本目的是保證高蓬松的纖網(wǎng)層順利喂入針刺區(qū)，不產(chǎn)生擁塞和過大的意外牽伸。主針刺機(jī)的動程為30_，每米布針量按5000枚布針，其他同預(yù)針刺機(jī)相同。主針刺機(jī)主要加工對象是經(jīng)過預(yù)針刺的纖網(wǎng)，其對預(yù)針刺后的纖網(wǎng)作進(jìn)一步的加固。主針刺機(jī)的剝網(wǎng)板與脫網(wǎng)板之間的距離縮小，針刺動程變小，植針密度增大，刺針頻率提高，且速度也有大幅提高。各工序設(shè)計參數(shù)如表1:
[0025]表1各工序設(shè)計參數(shù)
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征在于:所述生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以聚羥基丁酸戊酸共聚酯為基體，以竹原纖維為增強(qiáng)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征在于:所述竹原纖維強(qiáng)度 6.5cN/dtex-7.5cN/dtex。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征在于:所述竹原纖維切斷長度為30mm-50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征在于:所述竹原纖維與聚羥基丁酸戊酸共聚酯的質(zhì)量配比的范圍為20/80-55/45。
【文檔編號】C08L1/02GK103923445SQ201410086144
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】奚柏君, 郭筱潔 申請人:紹興文理學(xué)院