本发明涉及可降解薄膜制备，尤其涉及一种纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜及其制备方法。
背景技术：
1、近年来，随着经济的高速发展，环境污染日益严重，为了符合绿色环保的趋势，可降解材料成为备受关注的热点。聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)是由己二酸、对苯二甲酸和丁二醇作为单体，通过聚合反应形成的一种新型可降解材料，具有良好的加工性能，主要应用于包装材料等领域。但是，pbat薄膜材料的强度偏低，成为限制其在包装材料领域得到更为广泛应用的主要因素。纤维素作为一种具有很好的生物相容性的高分子材料，可以用于可降解薄膜的增韧改性中，但是由于纤维素在树脂基体中分散性和相容性较差，容易发生缠绕、团聚，在实践中很难实现良好的增韧效果，而且纤维素的增加还会导致薄膜加工性能的下降，使薄膜的成品率明显降低。
技术实现思路
1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜及其制备方法。
2、本发明提出的一种纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜，包括下述质量百分比的原料：酯化纳米纤维素2％-4％、硅烷偶联剂kh560改性纳米sio2 0.3％-0.5％、扩链剂0.15％-0.2％、抗氧剂0.1％-0.2％、余量为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；
3、所述酯化纳米纤维素的制备方法包括：将纳米纤维素、酯化剂与催化剂混合后，在30-60℃下球磨30-90min，然后加入去离子水沉淀，收集沉淀物洗涤、干燥，即得。
4、优选地，所述纳米纤维素与酯化剂的质量比为1：(2-4)；所述纳米纤维素与催化剂的质量比为1：(0.1-0.4)。
5、优选地，所述酯化剂为月桂酸、油酸、硬脂酸中的至少一种；所述催化剂为次亚磷酸钠、氯化锌或其组合，优选由次亚磷酸钠、氯化锌按质量比为1：(3-7)组成。
6、优选地，所述纳米纤维素的直径为100-1000nm，长度为20-100μm。
7、优选地，所述硅烷偶联剂kh560改性纳米sio2是以硅烷偶联剂kh560对纳米sio2进行表面接枝改性得到，其中硅烷偶联剂kh560与纳米sio2的质量比为(0.1-0.3):1。
8、优选地，所述硅烷偶联剂kh560改性纳米sio2的制备方法为：将纳米sio2加入甲苯中分散均匀，然后加入硅烷偶联剂kh560，在50-90℃下加热反应2-6h，反应完毕后离心、干燥，即得。
9、优选地，所述扩链剂为巴斯夫adr 4468扩链剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或其组合，所述聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的重均分子量为110000-130000g/mol，在2.16kg、190℃下的熔体流动速率为3.5-4.5g/10min，熔点为110-120℃。
10、一种所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜的制备方法，包括下述步骤：
11、s1、按质量份称取原料混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，然后采用流延机流延，冷却后得到片材；
12、s2、将所述片材进行双向拉伸，然后热定型，即得。
13、优选地，s1中，熔融挤出的温度为180-200℃，流延的温度为180-200℃，冷却的温度为20-30℃。
14、优选地，s2中，双向拉伸包括：先进行纵向拉伸，再进行横向拉伸，其中纵向拉伸的温度为95-110℃，拉伸倍率为3-8，横向拉伸的温度为105-115℃，拉伸倍率为3-10，热定型的温度为110-125℃。
15、本发明的有益效果如下：
16、本发明在催化剂的作用下，采用酯化剂在球磨条件下对纳米纤维素进行酯化改性，得到酯化纳米纤维素，通过对纳米纤维素进行球磨改性的同时向纳米纤维素表面引入适量的酯基，一方面可以提高纳米纤维素的分散性，另一方面酯基的存在使纳米纤维素在pbat树脂中的相容性得以提高，从而减轻纳米纤维素在pbat树脂中的团聚或缠绕，使其能更好的发挥对薄膜的增强效果，同时，通过添加硅烷偶联剂kh560改性的sio2，其表面接枝的环氧基团可以在高温下与pbat树脂中残留的羧基发生反应，从而使纳米sio2均匀地结合在树脂基体中，纳米sio2颗粒及其表面接枝的kh560分子可以形成位阻，缓解纳米纤维素的缠绕效应，进一步改善纳米纤维素对薄膜拉伸强度的提升效果；因此，本发明以酯化纳米纤维素与硅烷偶联剂kh560改性纳米sio2复配形成填充体系，通过这种协同效应，制得的bopbat复合薄膜具有优异的拉伸性能和加工性能，机械强度好、成品率高，具有更为广泛的用途。
1.一种纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜，其特征在于，包括下述质量百分比的原料：酯化纳米纤维素2％-4％、硅烷偶联剂kh560改性纳米sio20.3％-0.5％、扩链剂0.15％-0.2％、抗氧剂0.1％-0.2％、余量为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；
2.根据权利要求1所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜，其特征在于，所述纳米纤维素与酯化剂的质量比为1：(2-4)；所述纳米纤维素与催化剂的质量比为1：(0.1-0.4)。
3.根据权利要求1所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜，其特征在于，所述酯化剂为月桂酸、油酸、硬脂酸中的至少一种；所述催化剂为次亚磷酸钠、氯化锌或其组合，优选由次亚磷酸钠、氯化锌按质量比为1：(3-7)组成。
4.根据权利要求1所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜，其特征在于，所述纳米纤维素的直径为100-1000nm，长度为20-100μm。
5.根据权利要求1所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂kh560改性纳米sio2是以硅烷偶联剂kh560对纳米sio2进行表面接枝改性得到，其中硅烷偶联剂kh560与纳米sio2的质量比为(0.1-0.3):1。
6.根据权利要求1所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂kh560改性纳米sio2的制备方法为：将纳米sio2加入甲苯中分散均匀，然后加入硅烷偶联剂kh560，在50-90℃下加热反应2-6h，反应完毕后离心、干燥，即得。
7.根据权利要求1所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜，其特征在于，所述扩链剂为巴斯夫adr 4468扩链剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或其组合，所述聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的重均分子量为110000-130000g/mol，在2.16kg、190℃下的熔体流动速率为3.5-4.5g/10min，熔点为110-120℃。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
9.根据权利要求8所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜的制备方法，其特征在于，s1中，熔融挤出的温度为180-200℃，流延的温度为180-200℃，冷却的温度为20-30℃。
10.根据权利要求8所述的纳米sio2-纤维素bopbat复合薄膜的制备方法，其特征在于，s2中，双向拉伸包括：先进行纵向拉伸，再进行横向拉伸，其中纵向拉伸的温度为95-110℃，拉伸倍率为3-8，横向拉伸的温度为105-115℃，拉伸倍率为3-10，热定型的温度为110-125℃。