CN107163379B - 生物基复合材料及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物材料领域，尤其涉及生物基复合材料及其制备方法、应用。所述生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，载体树脂100份；淀粉1～30份；纤维素1～80份。所述的生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌30～60min。所述的生物基复合材料可以应用于塑料、建筑、家居、交通、公共设施等领域。

Description

生物基复合材料及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及生物材料领域，尤其涉及生物基复合材料及其制备方法、应用。
背景技术
自20世纪至今，塑料材料高速地迅猛发展，而其原料基础是建立在丰富的石油化工产品的基础之上的，但石油是一种不可再生的资源，其蕴藏量是有限的，这迫使人们需要去关注可再生资源的开发和利用。据美国信息能源署的预测，到2025年，世界石油资源的贮量(包括未探明贮量)为29468亿桶。如果按2003年世界石油消耗量为0.8亿桶/天，2030年消耗量增加到1.18亿桶/天估算，目前探明的石油资源仅可再用30多年。
再者，因为过去几十年的过渡生产和消费的粗旷型经济发展模式的原因，导致水、空气、温室效应这些问题引致生态环境严重破坏和环境问题日渐严重，在欧洲，很多国家都曾经经历过或正在经历着垃圾围城这危机的困挠，并且我国目前一部分大中城市也正在面这样的困境。走集约型经济发展，珍惜资源，利用好资源的是我国一条必走之路。塑料具有化学稳定性的特点，这使得塑料在自然界几乎不会降解，因此塑料垃圾只会越来越多，导致弃于环境中的塑料废弃物持续增加，造成十分严重的白色污染。对于塑料本身来说它是无毒的，但是在塑料制品里面，一般都有加入各种添加剂，而这些添加剂则对人对生物体有毒性，对土壤和大气环境皆有危害。以我国为例子，现今我国城市生活垃圾总清运量1.4亿吨/年。统计的668个城市中，平均生活垃圾的塑料含量大约为5-10％，而城市的塑料含量就会更惊人了，其中如天津甚至超过了20％，在全国每年的填埋焚烧垃圾里面，即使只算塑料占5％，也将高达700万吨/年，因此塑料造成的白色污染是十分严重的，对环境的危害也是相当大的。在2006年9月国家环保总局和国家统计局联合发布的《中国绿色国民经济核算研究报告(2004)》中，2004年我国因环境污染而造成的经济损失为5118亿元，这占了当年GDP的3.05％。虚拟治理成本(指的是目前排放到环境中的污染物，按照现在的治理技术和水平全部进行治理所需要的支出)是2874亿元，这占当年GDP的1.08％，但这实际上仅仅只是实际资源环境成本的一部分。从这可见，减少污染、爱护环境是国民经济发展面临的重要任务，开发有助于保护环境的新材料，是材料科学领域发展的优先选择。
生物质是指植物、动物以及微生物等生命体组成的物质。生物质纤维/塑料复合材料是指生物质中的植物纤维，包括各种植物以及其加工剩余物、被使用过的木质废旧物和秸秆等，然后与塑料通过不同加工方法所形成的复合材料。出现得最早的生物基复合材料是1907年LeoH Bend博士利用热固性塑料酚醛树脂与木粉复合制备的复合材料，它主要应用于房屋及存储用建筑材料。但是这种复合材料因为木粉和塑料之间的相容性不好，在当时并没有得到大规模使用，一直到20世纪70年代才开始发展起来，现在如园林景观、家具、建筑、包装运输等方面都有应用。
近年来，伴随原料生产和制品加工技术的进步，可降解塑料特别是生物可降解塑料再一次受到关注。开发生物基完全可生物降解塑料是缓解目前因为塑料制品带来的严重的环境污染问题，并可使塑料行业摆脱它对石油资源的依赖，真正实现减少塑料垃圾、保护生态的平衡并开辟新塑料原料的重要途径。
推广使用生物基复合材料有助于降低对石油类不可再生资源的需求，能够实现环境和资源的可持续发展。因此，生物基复合材料的需求一直呈现增长的趋势。有文献预测，全球对于生物基复合材料的需求有望在2020年达到300万t的规模。从上世纪开始，国内外的研究者对生物基复合材料开展了多方面的研究。近年来，作为生物基复合材料原料的天然纤维的界面改性成为一个重要的研究方向。进行这一方向研究的原因在于，作为生物基复合材料原料的天然纤维成分为各类纤维素、半纤维素、木质素、丹宁等天然多糖，表面是亲水的；而生物基复合材料另外一大类原料为有机合成高分子树脂，是表面疏水的；两者的表面性能差异巨大，界面吸附作用弱，不利于形成复合材料。故利用这两类原料生产复合材料，必须提高其界面之间的相互作用，从而改善得到的复合材料的性能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
载体树脂 100份；
淀粉 1～30份；
纤维素 1～80份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述载体树脂选自：聚乙烯、聚丙烯、马来酸酐改性聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈——丁二烯─苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯中的任意一种或几种的混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述淀粉选自：玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、大米淀粉、糯米淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、紫薯淀粉、红豆淀粉、山药淀粉中的任意一种或几种的混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述纤维素选自：芦苇纤维、玉米纤维、高粱纤维、稻草纤维、麦草纤维、竹纤维、黄麻纤维、红麻纤维、亚麻纤维、剑麻纤维、大麻纤维、椰壳纤维、苎麻纤维、马尼拉麻纤维、甘蔗渣纤维、猕猴桃纤维、亚麻纤维、黄麻纤维、红麻纤维、棕榈纤维中的任意一种或几种的混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述纤维素为：在乙醇中超声处理30min的纤维素。
作为本发明一种优选的技术方案，所述生物基复合材料还包括助剂，所述助剂选自：增塑剂、分散剂、增白剂、插层改性剂、抗氧剂、稳定剂、相容剂、填料、紫外吸收剂、抗菌剂中的任意一种或几种的混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述增塑剂为：环糊精/聚乙二醇复合物。
作为本发明一种优选的技术方案，所述填料为：所述填料为氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物。
本发明的第二个方面提供了生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌30～60min。
本发明的第三个方面提供了生物基复合材料在塑料、建筑、家居、交通、公共设施领域中的应用。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。“任选的”或者“任选地”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
载体树脂 100份；
淀粉 1～30份；
纤维素 1～80份。
载体树脂
本申请中，所述的载体树脂并没有特别的限制可以列举的有：聚乙烯、聚丙烯、马来酸酐改性聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈——丁二烯─苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯等。
在一种优选的实施方式中，所述载体树脂选自：聚乙烯、聚丙烯、马来酸酐改性聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈——丁二烯─苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯中的任意一种或几种的混合。
在一种最优选的实施方式中，所述载体树脂选自：马来酸酐改性聚丙烯。
术语“马来酸酐改性聚丙烯”，是指马来酸酐接枝改性聚丙烯。
本申请中的“马来酸酐改性聚丙烯”为市售获得，所述马来酸酐改性聚丙烯购于美国杜邦，产品牌号为：P613。
本申请人经过大量的实验研究发现，使用马来酸酐改性聚丙烯可以与淀粉、纤维素有非常好的结合效果，及时在整个体系中不加入分散剂和增塑剂，也能够达到较好的拉伸强度和弯曲强度。
淀粉
本申请中，所述的淀粉并没有特别的限制可以列举的有：玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、米淀粉、糯米淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、紫薯淀粉、红豆淀粉、山药淀粉等。
在一种优选的实施方式中，所述淀粉选自：玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、米淀粉、糯米淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、紫薯淀粉、红豆淀粉、山药淀粉中的任意一种或几种的混合。
纤维素
本申请中，所述的纤维素并没有特别的限制可以列举的有：芦苇纤维、玉米纤维、高粱纤维、稻草纤维、麦草纤维、竹纤维、黄麻纤维、红麻纤维、亚麻纤维、剑麻纤维、大麻纤维、椰壳纤维、苎麻纤维、马尼拉麻纤维、甘蔗渣纤维、猕猴桃纤维、亚麻纤维、黄麻纤维、红麻纤维、棕榈纤维等。
在一种优选的实施方式中，所述纤维素选自：玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、大米淀粉、糯米淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、紫薯淀粉、红豆淀粉、山药淀粉中的任意一种或几种的混合。
助剂
在一种优选的实施方式中，所述生物基复合材料还包括助剂，所述助剂选自：增塑剂、分散剂、增白剂、插层改性剂、抗氧剂、稳定剂、相容剂、填料、紫外吸收剂、抗菌剂中的任意一种或几种的混合。
所述增塑剂可以列举的有：邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、癸二酸二辛酯、柠檬酸三乙基酯、柠檬酸三丁基酯、乙酰柠檬酸三乙基酯、乙酰柠檬酸三丁基酯、乙酰柠檬酸三-2-乙基己基酯、乙酰柠檬酸正辛基癸基酯、柠檬酸二硬脂基酯、柠檬酸三硬脂基酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯、三乙二醇二苯甲酸酯等。
在一种优选的实施方式中，所述增塑剂为：环糊精/聚乙二醇复合物。
术语“环糊精/聚乙二醇复合物”是指环糊精与聚乙二醇以自组装的形式合成类似分子项链的复合物。
所述环糊精/聚乙二醇复合物的制备方法如下：
在60℃下，将一定量的环糊精溶于水中，制得环糊精的饱和水溶液，向环糊精的饱和水溶液中，按照环糊精与聚乙二醇摩尔比的组成加入一定量的聚乙二醇，并机械搅拌1h，室温下，静置24h，出现沉淀物。将沉淀物抽真空过滤，洗涤，30℃真空干燥至恒重。环糊精与聚乙二醇的摩尔比为：1：1。
本申请人发现，加入环糊精/聚乙二醇复合物不仅能够起到增塑的作用，还可以增加其耐高温性能，及时在热水中长期浸泡，也不会破坏其结构。
所述抗氧剂可以列举的有：酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫酯类抗氧剂中的至少一种。
酚类抗氧剂可以列举：1-羟基-3-甲基-4-异丙基苯、2，6-二叔丁基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2，6-二叔丁基对甲酚、2，6-二叔丁基-4-正丁基苯酚、4-羟甲基-2，6-二叔丁基苯酚、叔丁基羟基茴香醚、2-(1-甲基环己基)-4，6-二甲基苯酚、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2-甲基-4，6-二壬基苯酚、2，6-二叔丁基-α-二甲氨基-对甲酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、6-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯胺基)-2，4-双(辛基硫代)-1，3，5-三嗪、4，6-双(4-羟基-3，5-二叔丁基苯氧基)-2-正辛基硫代-1，3，5-三嗪、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯、β-(4—羟基—3，5—二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、苯乙烯化苯酚、4，4′-二羟基联苯、丁基化辛基化苯酚、丁基化苯乙烯化甲酚、2，2′-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或2，2′-甲撑双(6-叔丁基-4-甲酚)、2，2′-甲撑双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2，2′-甲撑双(4-甲基-6-环己基苯酚)、4，4′-甲撑双(2，6-二叔丁基苯酚)、2，2′-甲撑双(6-α-甲基苄基对甲酚)、1，1-双(4-羟基苯)环己烷、2，2′-甲撑双〔4-甲基-6-(α-甲基环己基)苯酚〕或2，2′-二羟基-3，3′-二(α-甲基环己基)-5，5′-二甲基二苯基甲烷、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、四〔3-(3′5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或4，4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、4，4′-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)或4，4′-硫代双(6-叔丁基邻甲酚)、2，2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、己二醇双〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕、2，2′-硫代双〔3，-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯〕、N，N′-六甲撑双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)1，3，5—三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)三酮或异氰脲酸三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基酯)、异氰脲酸三[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基乙酯]、双[3，3-双(3′-叔丁基-4′-羟基苯基)丁酸]乙二醇酯、1，1′-硫代双(2-萘酚)、双(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚、2，5-二叔丁基对苯二酚、2，5-二叔戊基对苯二酚、3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二(十八)酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、对苯二酚二苄醚中的一种。
亚磷酸酯类抗氧剂可以列举：亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯酯)、亚磷酸三异辛酯、亚磷酸三异癸酯、亚磷酸苯二异癸酯、三硫代亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三(十八酯)、二亚磷酸季戊四醇二异癸酯、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯、4，4′-丁叉双〔亚磷酸(3-甲基-6-叔丁基苯基)二(十三烷基)酯〕、亚磷酸二苯异辛酯、亚磷酸苯二异辛酯、亚磷酸二苯辛酯、亚磷酸二苯异癸酯、亚磷酸二辛酯、亚磷酸二月桂酯、亚磷酸二甲酯、亚磷酸二油醇酯、亚磷酸二癸酯、亚磷酸二丁酯、亚磷酸双十三酯、亚磷酸双十四酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸三异丙酯、亚磷酸三辛酯或亚磷酸三(2-乙基己酯)、亚磷酸-苯双(壬基苯)酯、亚磷酸二苯壬基苯酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一种。
含硫酯类抗氧剂可以列举：硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫代二丙酸二(十八酯)、β，β′-硫代二丁酸二(十八)酯、硫代二丙酸月桂十八酯、硫代二丙酸二(十三)酯、硫代二丙酸二(十四)酯中等。
所述紫外线吸收剂可以列举的有：2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-辛基苯基)苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3，5-二叔戊基-2-羟基苯基)苯并三唑等苯并三唑系紫外线吸收剂；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛基氧基二苯甲酮等二苯甲酮系紫外线吸收剂；2-[4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛基氧基)苯酚、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-(己基氧基)苯酚等三嗪系紫外线吸收剂；水杨酸对叔丁基苯酯、水杨酸苯酯等水杨酸酯系紫外线吸收剂等。
所述抗菌剂可以列举的有：银离子类抗菌剂、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂、酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类甲酸、山梨酸、有机碘、腈、硫氰、铜剂、三卤化烯丙基化合物、有机氮硫化合物、甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等。
所述填料可以列举的有：二氧化硅、氧化铝、高岭石、硅灰石、云母、滑石、粘土、绢云母、碳酸镁、硫酸镁、氧化钙、碳化硅、三硫化锑、硫化锡、硫化铜、硫化铁、硫化铋、硫化锌、金属粉末、玻璃粉末、玻璃鳞片、蒙脱土、玻璃微珠、玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、石墨纤维、二氧化硅纤维、二氧化硅·氧化铝纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、氮化硼纤维、氮化硅纤维、硼纤维、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、镁系晶须、硅系晶须等。
在一种优选的实施方式中，所述填料为氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物。
在一种优选的实施方式中，所述氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物的制备方法为：
(1)将0.1g氧化石墨烯粉末置于100mL乙醇中，超声处理30min，得到的氧化石墨烯悬浮液；
(2)取步骤(1)中的氧化石墨烯悬浮液，加入0.2gγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，于氮气环境下，60℃反应10h，得到功能化氧化石墨烯；
(3)将1g纳米二氧化硅粉体置于100mL乙醇中，超声处理20min，得到的纳米二氧化硅悬浮液；
(4)取步骤(3)中的纳米二氧化硅悬浮液，加入1gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，于70℃下反应10h，得到氨基化纳米二氧化硅。
(5)将步骤(2)得到的功能化氧化石墨烯与步骤(4)氨基化纳米二氧化硅悬浮液500r/min高速搅拌混合，自然沉降，采用乙醇和水分别洗涤3次，得到氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物。
本申请人经过大量的实验发现，加入特殊结构的填料，氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物，既可以增加复合材料的拉伸强度和弯曲强度，还可以增加复合材料的耐油性能，使得复合材料具有很好的耐油性能，增加其应用范围。
本发明的第三个方面提供了生物基复合材料在塑料、建筑、家居、交通、公共设施领域中的应用。
所述的家居用品可以列举的有：餐具(筷子、勺子、碗、水果盘、水杯、饭盒、保鲜盒、盆等)、废纸篓、垃圾盒、洗浴盒、案板等。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例1：
本实施例1提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
载体树脂 100份；
淀粉 1份；
纤维素 80份。
所述载体树脂为聚丙烯；
所述淀粉为玉米淀粉；
所述纤维素为亚麻纤维；
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌30min。
实施例2：
本实施例2提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
载体树脂 100份；
淀粉 30份；
纤维素 1份。
所述载体树脂为聚丙烯；
所述淀粉为玉米淀粉；
所述纤维素为甘蔗渣纤维；
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌30min。
实施例3：
本实施例3提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
载体树脂 100份；
淀粉 20份；
纤维素 50份。
所述载体树脂为聚丙烯；
所述淀粉为玉米淀粉；
所述纤维素为玉米纤维；
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌30min。
实施例4：
本实施例4提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
载体树脂 100份；
淀粉 20份；
纤维素 50份。
所述载体树脂为聚乙烯；
所述淀粉为甘薯淀粉；
所述纤维素为亚麻纤维；
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌30min。
实施例5：
本实施例5提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
载体树脂 100份；
淀粉 20份；
纤维素 50份。
所述载体树脂为马来酸酐改性聚丙烯；
所述淀粉为玉米淀粉；
所述纤维素为椰壳纤维；
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌40min。
实施例6：
本实施例6提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
载体树脂 100份；
淀粉 20份；
纤维素 50份。
所述载体树脂为聚乙烯；
所述淀粉为甘薯淀粉；
所述纤维素为亚麻纤维；
所述的亚麻纤维在乙醇中超声处理30min的纤维素。
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌60min。
实施例7：
本实施例7提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
所述载体树脂为聚乙烯；
所述淀粉为甘薯淀粉；
所述纤维素为亚麻纤维；
所述的亚麻纤维在乙醇中超声处理30min的纤维素。
所述增塑剂为柠檬酸三乙基酯；
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌60min。
实施例8：
本实施例8提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
所述载体树脂为聚乙烯；
所述淀粉为甘薯淀粉；
所述纤维素为亚麻纤维；
所述的亚麻纤维在乙醇中超声处理30min的纤维素。
所述增塑剂为环糊精/聚乙二醇复合物；
所述环糊精/聚乙二醇复合物的制备方法为：在60℃下，将一定量的β-环糊精溶于水中，制得环糊精的饱和水溶液，向环糊精的饱和水溶液中，按照β-环糊精与聚乙二醇摩尔比的组成加入一定量的聚乙二醇，并机械搅拌1h，室温下，静置24h，出现沉淀物。将沉淀物抽真空过滤，洗涤，30℃真空干燥至恒重。环糊精与聚乙二醇的摩尔比为：1：1，所述聚乙二醇为聚乙二醇400。
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌60min。
实施例9：
本实施例9提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
所述载体树脂为聚乙烯；
所述淀粉为甘薯淀粉；
所述纤维素为亚麻纤维；
所述的亚麻纤维在乙醇中超声处理30min的纤维素。
所述增塑剂为环糊精/聚乙二醇复合物；
所述环糊精/聚乙二醇复合物的制备方法为：在60℃下，将一定量的β-环糊精溶于水中，制得环糊精的饱和水溶液，向环糊精的饱和水溶液中，按照β-环糊精与聚乙二醇摩尔比的组成加入一定量的聚乙二醇，并机械搅拌1h，室温下，静置24h，出现沉淀物。将沉淀物抽真空过滤，洗涤，30℃真空干燥至恒重。环糊精与聚乙二醇的摩尔比为：1：1，所述聚乙二醇为聚乙二醇400。
所述填料为纳米二氧化硅；所述纳米二氧化硅为赢创德固赛气相法白炭黑A200；
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌60min。
实施例10：
本实施例10提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
所述载体树脂为聚乙烯；
所述淀粉为甘薯淀粉；
所述纤维素为亚麻纤维；
所述的亚麻纤维在乙醇中超声处理30min的纤维素。
所述增塑剂为环糊精/聚乙二醇复合物；
所述环糊精/聚乙二醇复合物的制备方法为：在60℃下，将一定量的β-环糊精溶于水中，制得环糊精的饱和水溶液，向环糊精的饱和水溶液中，按照β-环糊精与聚乙二醇摩尔比的组成加入一定量的聚乙二醇，并机械搅拌1h，室温下，静置24h，出现沉淀物。将沉淀物抽真空过滤，洗涤，30℃真空干燥至恒重。环糊精与聚乙二醇的摩尔比为：1：1，所述聚乙二醇为聚乙二醇400。
所述填料为氧化石墨烯；所述氧化石墨烯购于苏州恒球石墨烯有限公司；
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌60min。
实施例11：
本实施例11提供了一种生物基复合材料，至少包括以下原料，以重量份计，
所述载体树脂为聚乙烯；
所述淀粉为甘薯淀粉；
所述纤维素为亚麻纤维；
所述的亚麻纤维在乙醇中超声处理30min的纤维素。
所述增塑剂为环糊精/聚乙二醇复合物；
所述环糊精/聚乙二醇复合物的制备方法为：在60℃下，将一定量的β-环糊精溶于水中，制得环糊精的饱和水溶液，向环糊精的饱和水溶液中，按照β-环糊精与聚乙二醇摩尔比的组成加入一定量的聚乙二醇，并机械搅拌1h，室温下，静置24h，出现沉淀物。将沉淀物抽真空过滤，洗涤，30℃真空干燥至恒重。环糊精与聚乙二醇的摩尔比为：1：1，所述聚乙二醇为聚乙二醇400。
所述填料为氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物；
所述氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物的制备方法为：
(1)将0.1g氧化石墨烯粉末置于100mL乙醇中，超声处理30min，得到的氧化石墨烯悬浮液；
(2)取步骤(1)中的氧化石墨烯悬浮液，加入0.2gγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，于氮气环境下，60℃反应10h，得到功能化氧化石墨烯；
(3)将1g纳米二氧化硅粉体置于100mL乙醇中，超声处理20min，得到的纳米二氧化硅悬浮液；
(4)取步骤(3)中的纳米二氧化硅悬浮液，加入1gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，于70℃下反应10h，得到氨基化纳米二氧化硅。
(5)将步骤(2)得到的功能化氧化石墨烯与步骤(4)氨基化纳米二氧化硅悬浮液500r/min高速搅拌混合，自然沉降，采用乙醇和水分别洗涤3次，得到氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物。
所述生物基复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌60min。
对比例1：
本发明的对比例1同实施例11，不同点在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
测试方法：
1、将实施例1～11得到的生物基复合材料照GB/T 1040.1-2006标准测试拉伸性能，拉伸速率10mm/min；弯曲性能：按GB/T 9341-2008标准测试，弯曲速率10mm/min；
2、耐高温性能：将实施例1～11得到的产品切割成长10厘米，宽5厘米，高1厘米的产品，在200℃下放置100h，无软化和变形现象，则为合格，有任何软化和变形则为不合格。
3、耐油性能：将实施例1～11得到的产品切割成长10厘米，宽5厘米，高1厘米的产品，将产品涂覆一层橄榄油，并放置24h，再将产品置于100℃的热水中浸泡0.5h，观察表面的是否有油渍，无油渍则为合格，有任何油渍则为不合格。
4、水平垂直燃烧按照UL94水平垂直燃烧法进行测试。
表1表征测试
前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (4)

1.生物基复合材料，其特征在于，至少包括以下原料，以重量份计，
载体树脂100份；
淀粉1-30份；
纤维素1-80份；
所述载体树脂为马来酸酐改性聚丙烯；
所述纤维素选自：芦苇纤维、玉米纤维、高粱纤维、稻草纤维、麦草纤维、竹纤维、黄麻纤维、红麻纤维、亚麻纤维、剑麻纤维、大麻纤维、椰壳纤维、苎麻纤维、马尼拉麻纤维、甘蔗渣纤维、猕猴桃纤维、亚麻纤维、黄麻纤维、红麻纤维、棕榈纤维中的任意一种或几种的混合；
所述纤维素为：在乙醇中超声处理30min的纤维素；
所述生物基复合材料还包括助剂，所述助剂选自：增塑剂、分散剂、增白剂、插层改性剂、抗氧剂、稳定剂、相容剂、填料、紫外吸收剂、抗菌剂中的任意一种或几种的混合；
所述增塑剂为：环糊精/聚乙二醇复合物；
所述填料为氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物；
所述氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物的制备方法为：
(1)将0.1g氧化石墨烯粉末置于100mL乙醇中，超声处理30min，得到的氧化石墨烯悬浮液；
(2)取步骤(1)中的氧化石墨烯悬浮液，加入0.2gγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，于氮气环境下，60℃反应10h，得到功能化氧化石墨烯；
(3)将1g纳米二氧化硅粉体置于100mL乙醇中，超声处理20min，得到的纳米二氧化硅悬浮液；
(4)取步骤(3)中的纳米二氧化硅悬浮液，加入1gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，于70℃下反应10h，得到氨基化纳米二氧化硅；
(5)将步骤(2)得到的功能化氧化石墨烯与步骤(4)氨基化纳米二氧化硅悬浮液500r/min高速搅拌混合，自然沉降，采用乙醇和水分别洗涤3次，得到氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合物。
2.如权利要求1所述的生物基复合材料，其特征在于，所述淀粉选自：玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、大米淀粉、糯米淀粉、甘薯淀粉、藕淀粉、紫薯淀粉、红豆淀粉、山药淀粉中的任意一种或几种的混合。
3.如权利要求1-2任一项所述的生物基复合材料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：将原料放入高速混料机中进行混合，在30℃下搅拌30-60min。
4.如权利要求1-2任一项所述的生物基复合材料在塑料、建筑、家居、交通、公共设施领域中的应用。
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