本发明属于新材料中高分子材料的新型功能高分子材料的制备及应用技术，涉及改性塑料技术领域，具体来说是一种天然纤维强化的可降解pp饭盒的制备方法。
背景技术：
聚丙烯(pp)作为最轻的塑料之一，其屈服、拉伸和压缩强度及硬度均优于聚乙烯，刚性及耐热性能好，在制备塑料饭盒等包装材料中得到了广泛应用。然而，由于pp具有收缩率大、低温下韧性差和抗冲性能低、耐磨性不高且难生物降解以及因缺乏极性使其亲水性等缺点大大制约了pp应用领域的拓展。
随着社会的发展以及环保意识的提升，在保证饭盒的使用价值的同时，开发生物可降解的塑料饭盒对环境的保护具有重要的意义。
技术实现要素：
为了适应市场生物可降解饭盒需求，提高pp的使用价值，克服pp性能上的不足，本发明提供了一种天然纤维强化的可降解pp饭盒的制备方法。
为了实现上述目标。本发明将采用以下技术：一种天然纤维强化的可降解pp饭盒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将榨汁后的甘蔗去皮后，将甘蔗纤维剪碎后于80-90℃条件下真空干燥20-24h后得甘蔗渣；
（2）将步骤（1）中所得的甘蔗渣粉碎后过60目筛后得到甘蔗粉末，将甘蔗粉末分散于蒸馏水中，利用高剪切仪在10000-12000rpm条件下高速剪切10-15min后向分散液中加入柠檬酸以及柠檬酸钠后，在40-60℃条件下浸泡2-4h后，过滤出甘蔗纤维并在80-90℃条件下真空干燥20-24h后得纳米甘蔗纤维；
（3）将油酸、石油醚与水混合均匀后形成两相溶液，在300-500rpm条件下，向该溶液中缓慢加入钛酸丁酯后，继续搅拌20-40min后，将溶液转移到高压反应釜中，在200-300℃条件下反应6h后，待混合溶液冷却到室温后弃去上层清液后，将下层溶液过滤得固体沉淀，用乙醇将沉淀洗涤3-5次后,50-70℃条件下真空干燥20-24h后得纳米二氧化钛；
（4）将聚丙烯、纳米二氧化硅、天然抗氧化剂、纳米二氧化钛、纳米甘蔗纤维混合均匀后，加热熔化，将熔化后的混合物放入到模具中，注塑后，自然冷却，消毒后制备得到天然纤维强化的可降解pp饭盒。
优选的，步骤（1）中所述的甘蔗渣的尺寸不大于0.5cm×0.5cm×0.5cm。
优选的，步骤（2）中所述的甘蔗粉末与蒸馏水的质量体积比为1：20-50；所述的柠檬酸、柠檬酸钠加入后混合溶液中柠檬酸、柠檬酸钠浓度分别为0.15g/ml以及0.2g/ml。
优选的，步骤（3）中所述的油酸、石油醚与水混合时的体积比为1：3-4：5-10。
优选的，步骤（3）中所述的钛酸丁酯的加入量为混合溶液总质量的5-10%；所述的纳米二氧化钛粒径不大于50nm。
优选的，步骤（4）中所述的天然抗氧化剂为维生素e、没食子酸以及茶多酚按1：0.5-2：0.5-2混合后形成的混合天然抗氧化剂。
优选的，步骤（4）中所述的聚丙烯、纳米二氧化硅、天然抗氧化剂、纳米二氧化钛、纳米甘蔗纤维混合时各组分的质量份数依次为：85-95份、3-5份、0.5-2份、0.2-0.5份、5-15份；所述熔化的温度为180-220℃。
另外，本发明的天然纤维强化的可降解pp饭盒，其由上述制备方法所制备。
与现有技术相比，本发明所述一种天然纤维强化的可降解pp饭盒的制备方法具有以下有益效果：以天然甘蔗作为纤维原料，将其粉碎以及修饰后作为聚丙烯塑料的填充剂，利用纤维的韧性显著的提高了塑料饭盒的韧性；采用热反应法制备得到纳米二氧化钛加入到塑料中，能显著提高聚丙烯的分解效率，避免其塑料饭盒造成的白色污染；此外在塑料饭盒的配方中加入纳米二氧化硅可以显著的提高饭盒的抗冲击性能以及耐磨性。经本发明制备得到的pp饭盒不仅韧性强，抗冲击性能以及耐磨性能优异而且易于降解。
具体实施方式
【实施例1】
一种天然纤维强化的可降解pp饭盒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将榨汁后的甘蔗去皮后，将甘蔗纤维剪碎后于90℃条件下真空干燥20h后得得尺寸不大于0.5cm×0.5cm×0.5cm甘蔗渣；
（2）将步骤（1）中所得的甘蔗渣粉碎后过60目筛后得到甘蔗粉末，将甘蔗粉与蒸馏水按1：30的质量体积比混合后，利用高速剪切仪在12000rpm条件下高速剪切10min后向分散液中加入柠檬酸以及柠檬酸钠后使得柠檬酸、柠檬酸钠浓度分别为0.15g/ml以及0.2g/ml后，在50℃条件下浸泡3h后，过滤，得甘蔗纤维并在90℃条件下将其真空干燥20h后得纳米甘蔗纤维；
（3）将油酸、石油醚与水按1：1：1的体积比混合均匀后形成两相溶液，在400rpm条件下，向溶液中缓慢加入6%的钛酸丁酯后,继续搅拌30min后，将溶液转移到高压反应釜中，在250℃条件下反应6h后，待混合溶液冷却到室温后弃去上层清液后，将下层溶液过滤得固体沉淀，用乙醇将沉淀洗涤4次后，60℃条件下真空干燥20h后得纳米二氧化钛；
（4）将87.7份聚丙烯、3份纳米二氧化硅、1份天然抗氧化剂、0.3份纳米二氧化钛、8份纳米甘蔗纤维混合均匀后，在180-220℃条件下熔化，将熔化后的混合物放入到模具中，注塑后，自然冷却，消毒后制备得到天然纤维强化的可降解pp饭盒。
【实施例2】
一种天然纤维强化的可降解pp饭盒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将榨汁后的甘蔗去皮后，将甘蔗纤维剪碎后于85℃条件下真空干燥22h后得得尺寸不大于0.5cm×0.5cm×0.5cm甘蔗渣；
（2）将步骤（1）中所得的甘蔗渣粉碎后过60目筛后得到甘蔗粉末，将甘蔗粉与蒸馏水按1：35的质量体积比混合后，利用高速剪切仪在11000rpm条件下高速剪切10min后向分散液中加入柠檬酸以及柠檬酸钠后使得柠檬酸、柠檬酸钠浓度分别为0.15g/ml以及0.2g/ml后，在60℃条件下浸泡2.5h后，过滤出甘蔗纤维并在90℃条件下将其真空干燥20h后得纳米甘蔗纤维；
（3）将油酸、石油醚与水按1：0.5：1的体积比混合均匀后形成两相溶液，在500rpm条件下，向溶液中缓慢加入7%的钛酸丁酯后，继续搅拌30min后，将溶液转移到高压反应釜中，在280℃条件下反应6h后，待混合溶液冷却到室温后弃去上层清液后，将下层溶液过滤得固体沉淀，用乙醇将沉淀洗涤5次后,70℃条件下真空干燥20h后得纳米二氧化钛；
（4）将91.2份聚丙烯、3份纳米二氧化硅、0.5份天然抗氧化剂、0.3份纳米二氧化钛、5份纳米甘蔗纤维混合均匀后，在180-220℃条件下熔化，将熔化后的混合物放入到模具中，注塑后，自然冷却，消毒后制备得到天然纤维强化的可降解pp饭盒。
【实施例3】
一种天然纤维强化的可降解pp饭盒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将榨汁后的甘蔗去皮后，将甘蔗纤维剪碎后于80℃条件下真空干燥24h后得得尺寸不大于0.5cm×0.5cm×0.5cm甘蔗渣；
（2）将步骤（1）中所得的甘蔗渣粉碎后过60目筛后得到甘蔗粉末，将甘蔗粉与蒸馏水按1：40的质量体积比混合后，利用高速剪切仪在12000rpm条件下高速剪切10min后向分散液中加入柠檬酸以及柠檬酸钠后使得柠檬酸、柠檬酸钠浓度分别为0.15g/ml以及0.2g/ml后，在60℃条件下浸泡3h后，过滤出甘蔗纤维并在90℃条件下将其真空干燥24h后得纳米甘蔗纤维；
（3）将油酸、石油醚与水按1：1：2的体积比混合均匀后形成两相溶液，在400rpm条件下，向溶液中缓慢加入6%的钛酸丁酯后，继续搅拌30min后，将溶液转移到高压反应釜中，在250℃条件下反应6h后，待混合溶液冷却到室温后弃去上层清液后，将下层溶液过滤得固体沉淀，用乙醇将沉淀洗涤5次后,70℃条件下真空干燥24h后得纳米二氧化钛；
（4）将85.8份聚丙烯、3份纳米二氧化硅、1份天然抗氧化剂、0.2份纳米二氧化钛、10份纳米甘蔗纤维混合均匀后，在180-220℃条件下熔化，将熔化后的混合物放入到模具中，注塑后，自然冷却，消毒后制备得到天然纤维强化的可降解pp饭盒。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。