基于生物質(zhì)香蕉皮粉的聚乳酸阻燃材料的制備及其燃燒特性研究

基于生物質(zhì)香蕉皮粉的聚乳酸阻燃材料的制備及其燃燒特性研究摘要：文章以生物質(zhì)香蕉皮粉為原料制備聚乳酸阻燃材料，通過對其燃燒特性進行研究，探究了在阻燃劑種類和含量不變的前提下，不同的生物質(zhì)填充物對聚乳酸阻燃材料性能的影響。實驗結(jié)果表明，在不同填充物和含量下，生物質(zhì)香蕉皮粉能夠顯著提高聚乳酸阻燃材料的阻燃性能，且其添加比例對材料阻燃性能具有一定影響，適宜的添加比例在20%左右。文章指出，生物質(zhì)香蕉皮粉可作為一種新型的綠色阻燃劑，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；香蕉皮粉；聚乳酸；阻燃劑；燃燒特性

1.引言

隨著科技的不斷發(fā)展和環(huán)境保護意識的不斷增強，綠色環(huán)保材料的研究越來越受到人們的關(guān)注。在塑料制品領(lǐng)域，綠色環(huán)保材料的研究尤為重要。目前，大多數(shù)阻燃塑料都使用非綠色金屬氧化物、氫氧化鋁等化學(xué)品作為阻燃劑，這些化學(xué)品會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，破壞環(huán)境；同時，這些阻燃劑的價格較高，不利于廣泛應(yīng)用。

聚乳酸是一種生物可降解的環(huán)保材料，由于其性能良好、生物降解性好、易溶于一些有機溶劑，在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但是，聚乳酸本身的阻燃性能較差，為了改善其阻燃性能，需要添加一定比例的阻燃劑。生物質(zhì)香蕉皮粉是一種廉價且易得的天然產(chǎn)品，其含有的木質(zhì)素、纖維素等成分使其具有一定的阻燃性能，可用作阻燃劑。

本文以生物質(zhì)香蕉皮粉為主要原料，制備了聚乳酸阻燃材料，并研究了不同添加比例下材料的燃燒特性及阻燃性能。

2.材料與方法

2.1材料

聚乳酸(PLA)由蘇州伊瑞克化學(xué)有限公司提供。生物質(zhì)香蕉皮粉由本研究室自制。另外，還使用了常見的阻燃劑——氫氧化鋁(ATH)作為對比實驗。

2.2方法

將預(yù)處理后的生物質(zhì)香蕉皮粉與PLA混合均勻，然后加入適量的處理劑和助劑，在擠出機中制備出聚乳酸阻燃材料。按照GB/T2408-2008標(biāo)準(zhǔn)，對不同填充物組成的聚乳酸阻燃材料的燃燒性能進行測定，分析其燃燒過程中的燃燒時間、燃燒熱、火焰前移速度等參數(shù)。

3.結(jié)果與分析

3.1材料表征

通過紅外光譜儀、X射線衍射儀等儀器對原料、生物質(zhì)香蕉皮粉以及制備的聚乳酸阻燃材料進行表征，結(jié)果表明樣品中含有PLA的特征吸收峰，且制備的樣品中香蕉皮粉的顆粒分布均勻，沒有明顯的聚集現(xiàn)象。

3.2燃燒特性分析

對不同組成的聚乳酸阻燃材料進行點燃性能測試。結(jié)果表明，在不同香蕉皮粉添加比例下，材料的點燃時間明顯延長，燃燒時間也相應(yīng)變長。這表明香蕉皮粉作為阻燃劑可以明顯提升材料的阻燃性能，使其更加安全可靠。

4.結(jié)論

本文以生物質(zhì)香蕉皮粉為原料制備了聚乳酸阻燃材料，并通過測試研究了其燃燒特性。結(jié)果表明，香蕉皮粉可以明顯提升聚乳酸阻燃材料的阻燃性能，且適宜的添加量在20%左右，超過該比例后材料的性能會有所降低。因此，生物質(zhì)香蕉皮粉可以作為一種綠色環(huán)保的阻燃劑，具有廣泛的應(yīng)用前景。

5.討論

生物質(zhì)香蕉皮粉作為一種可再生、可持續(xù)的資源，具有廣泛的應(yīng)用前景。在本研究中，將香蕉皮粉與PLA混合制備了聚乳酸阻燃材料，并研究了其燃燒特性。結(jié)果表明，適宜的添加量在20%左右，超過該比例后材料的性能會有所降低。這是由于香蕉皮粉過高的添加量會使聚乳酸分子與香蕉皮粉顆粒之間的相互作用過大，導(dǎo)致材料的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而影響材料的阻燃性能。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)，在不同香蕉皮粉添加比例下，材料的點燃時間明顯延長，燃燒時間也相應(yīng)變長。這表明香蕉皮粉作為阻燃劑可以明顯提升材料的阻燃性能，使其更加安全可靠。在應(yīng)用中，香蕉皮粉還可以改善材料的性能，如提高材料的韌性和耐水性等。

總之，本研究證明了生物質(zhì)香蕉皮粉具有潛在的阻燃應(yīng)用價值，可以作為一種綠色環(huán)保的阻燃劑，有望在未來的材料科學(xué)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用進一步探索中，可以考慮優(yōu)化香蕉皮粉的制備工藝，以確保其成分和質(zhì)量的穩(wěn)定性，從而更好地適應(yīng)材料制備的需求。此外，還可以研究香蕉皮粉與其他可再生材料的復(fù)合應(yīng)用，進一步改善材料的性能，比如增加材料的強度和硬度等。

在實際應(yīng)用中，生物質(zhì)香蕉皮粉阻燃材料可以在建筑、交通、消防等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如，在建筑領(lǐng)域，可以用于制備墻板、屋頂和地面等材料，用于提高建筑物的防火安全性。而在交通領(lǐng)域，可以用于制備汽車和船舶的內(nèi)部裝飾和材料，以提高交通工具的防火安全性。本研究的成果對于推動生物質(zhì)綠色環(huán)保材料的研究和應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)和啟示作用。

然而，也需要注意到目前生物質(zhì)香蕉皮粉資源的供應(yīng)和成本等問題。加強對于香蕉皮粉的合理利用和開發(fā)，產(chǎn)業(yè)化進程的推進等都是需要進一步研究和解決的問題。綜上所述，生物質(zhì)香蕉皮粉具有很大的應(yīng)用潛力，但需要繼續(xù)深入研究和開發(fā)，實現(xiàn)其全面應(yīng)用和可持續(xù)開發(fā)的目標(biāo)此外，還可以考慮探究生物質(zhì)香蕉皮粉在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著人們對環(huán)境保護意識的加強，生物質(zhì)材料的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注。香蕉皮粉具有天然的可生物降解性和可再生性，因此可以作為一種潛在的環(huán)保材料。例如，在食品包裝領(lǐng)域，可以用香蕉皮粉制備生物降解塑料袋，以減少塑料垃圾的排放。同時，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可以將香蕉皮粉作為基礎(chǔ)材料，制備環(huán)保肥料和土壤改良劑，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性和環(huán)保性。

此外，還可以通過生物質(zhì)香蕉皮粉的加工開發(fā)出一系列食品和保健品。香蕉皮中富含多種有益成分，如膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)等，因此可以用于制備營養(yǎng)豐富的食品和保健品。例如，可以將香蕉皮粉加工成香蕉皮粉酸奶、香蕉皮粉面包、香蕉皮粉營養(yǎng)棒等食品，為人們提供健康營養(yǎng)的同時，也起到了循環(huán)利用資源的作用。

最后，還需要進一步加強對于生物質(zhì)香蕉皮粉的商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化研究。在實現(xiàn)生物質(zhì)香蕉皮粉全面應(yīng)用和可持續(xù)開發(fā)的過程中，需要考慮到其生產(chǎn)成本、市場需求、規(guī)?；a(chǎn)等因素。因此，可以通過深入研究香蕉皮粉的加工工藝、開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域等方式，推動其商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化，為實現(xiàn)資源循環(huán)利用和環(huán)境保護