一種可生物降解的聚乳酸改性材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可生物降解材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可生物降解的聚乳酸改性材 料。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)石油的需求量越來(lái)越大，但石油 是不可再生的資源，石油資源隨著各國(guó)的大量使用將面臨枯竭，同時(shí)不可降解的石油基塑 料廢棄物所造成的如污染土壤水源、占用土地資源、威脅生態(tài)環(huán)境等一系列問(wèn)題不斷惡化， 引起世界各國(guó)組織的極大關(guān)注，可降解可再生材料的研究成為世界范圍的熱點(diǎn)。
[0003] 聚乳酸是一種以淀粉、纖維素等可再生資源為原料，經(jīng)水解、發(fā)酵、純化、聚合而成 的一種脂肪族聚酯，原料來(lái)源廣泛，能夠完全生物降解，具有傳統(tǒng)聚烯烴樹(shù)脂相似的加工性 能，被認(rèn)為在一次性消費(fèi)品領(lǐng)域替代不可降解塑料的最佳選擇。聚乳酸具有優(yōu)良的生物相 容性和可降解性，與淀粉共混制備環(huán)境友好型可降解材料，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)材料的完全生物 降解，更能減少對(duì)不可再生的石油基聚合物的依賴，對(duì)解決環(huán)境污染問(wèn)題意義重大。
[0004] 雖然聚乳酸有巨大的市場(chǎng)前景，但其本身硬且脆，物理機(jī)械加工性能不理想，這都 限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用，因此，對(duì)聚乳酸改性開(kāi)始成為人們的研究重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種可生物降解的聚乳酸 改性材料，該材料在保持原有的生物相容性和可降解性的同時(shí)，其物理機(jī)械性能也得到改 善。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下解決方案：
[0007] -種可生物降解的聚乳酸改性材料，包括以下重量百分比的組成： 聚乳酸 50~72% 玉米淀粉 20~40% 増韌劑 2~8%
[0008] 成核劑 1~2% 乙?；噭?0.5-1% 催化劑 0.5~1%: 偶聯(lián)劑 0.5~1%，
[0009] 其中，所述聚乳酸是為聚L-乳酸、聚DL-乳酸或前兩者的共聚共混物，其數(shù)均分子 量為4-60萬(wàn)；
[0010] 所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的至少一種，增韌劑含有活性基團(tuán)，能與聚乳酸發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)，獲得較理想的增韌效果，使熱變形溫度基本保持不變，而抗沖擊性能又明顯改 善；
[0011] 所述成核劑為滑石粉、磷酸金屬鹽、3,4-二甲基亞芐基山梨醇和癸二酸二苯甲酰 肼中的至少一種。
[0012] 所述乙?；噭榇姿狒?所述催化劑為氫氧化鈉；
[0013] 所述偶聯(lián)劑為鋁酸酯，偶聯(lián)劑是在塑料配混中起到改善合成樹(shù)脂與無(wú)機(jī)填充劑或 增強(qiáng)材料的界面性能作用的一種塑料添加劑，它在聚乳酸的加工過(guò)程中降加工體系的粘 度，改善填充劑的分散度以提高加工性能，進(jìn)而使制品獲得良好的表面質(zhì)量及機(jī)械、熱和電 性能。
[0014] 以所述玉米淀粉為原料，所述醋酸酐為乙酰化試劑、所述氫氧化鈉為催化劑，利用 微波輻射技術(shù)制得乙酰化淀粉。乙?；矸鄣念w粒尺寸較未改性的淀粉的顆粒尺寸小，且 顆粒表面的羥基減少了，減弱了顆粒之間的相互作用，增加了其與聚乳酸顆粒之間的結(jié)合 力，提高了玉米淀粉與聚乳酸之間的相容性；
[0015] 所述甲基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯三元共聚物由42份丁苯膠乳、28份苯乙 烯、30份甲基丙烯酸甲酯在水中聚合而得。
[0016] 所述的可生物降解的聚乳酸改性材料，還包括按重量百分比計(jì)0.2~1 %的增溶 劑，所述增溶劑為馬來(lái)酸二辛酯和過(guò)氧化二異丙苯中的至少一種。
[0017] 所述的可生物降解的聚乳酸改性材料，還包括按重量百分比計(jì)0.2~1 %的抗氧 劑，所述抗氧劑為4-甲基-2,6_二叔丁基苯酚、丁基羥基甲苯和2,6_二叔丁基對(duì)甲酚中的至 少一種。
[0018] 所述的可生物降解的聚乳酸改性材料，還包括按重量百分比計(jì)0.2~1 %的熱穩(wěn)定 劑，所述熱穩(wěn)定劑為為硬脂酸鋅、季戊四醇、二鹽基硬脂酸鉛和月桂酸鈣中的至少一種。熱 穩(wěn)定劑之間存在有協(xié)同效應(yīng)，不僅使得聚乳酸的耐熱性能得到提升，其耐候性能及加工性 能也得到相應(yīng)的改善。
[0019] 優(yōu)選的，所述的可生物降解的聚乳酸改性材料，包括以下重量百分比的組成： 聚乳酸 60~65% 玉米淀粉 25~30% 增韌劑 3 成核劑 1-2% 乙?；噭?0.5~1 %
[0020] 催化劑 0.5~1 % 偶聯(lián)劑 0,5~1% 增溶劑 0.5~1% 抗氧劑 0.5~1 % 熱穩(wěn)定劑 0.5~1 %。
[0021] 更為優(yōu)選的，所述的可生物降解的聚乳酸改性材料，其特征在于，包括以下重量百 分比的組成： 聚乳酸 65% 玉米淀粉 25% 增韋刃劑 3% 成核劑 2%
[0022] 乙?；噭?1% 催化劑 1% 偶聯(lián)劑 1% 增溶劑 1% 抗氧劑 0.5%
[0023] 熱穩(wěn)定劑 0.5%。
[0024] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種所述的可生物降解的聚乳酸改性材料的制備 方法，包括以下步驟：
[0025] 第一步，將聚乳酸用分子篩真空干燥機(jī)干燥，聚乳酸的含水量為350ppm;
[0026] 第二步，按上述重量配比投入高混機(jī)混合5min;
[0027] 第三步，將第二步混合后的原料投入雙螺桿擠出機(jī)造粒，螺桿長(zhǎng)徑比為1:42，螺桿 轉(zhuǎn)速為500rpm，螺桿各段加熱溫度為 150 °C、165 °C、175 °C、185 °C、170 °C、160 °C ;
[0028] 第四步，將第三步造好的粒投入注塑機(jī)，按所需的產(chǎn)品模具，注塑成型，注塑機(jī)螺 桿加熱溫度160°C，壓力90MPa;
[0029] 第五步，將第四步注塑出來(lái)的產(chǎn)品在溫度為120°C的烘道爐內(nèi)進(jìn)行二次加熱2min。
[0030] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供的一種可生物降解的聚乳酸改性材料，包括 以下重量百分比的組成：聚乳酸50~72%，玉米淀粉20~40%，增韌劑2~8%，成核劑1~ 2%，乙?；噭?.5~1 %，催化劑0.5~1 %，偶聯(lián)劑0.5~1 %，一方面，用乙?；挠衩椎?粉代替現(xiàn)有技術(shù)中的淀粉，并在體系中添加鋁酸酯偶聯(lián)劑，既增加了淀粉與聚乳酸之間的 相容性，又提高了聚乳酸的加工性能；另一方面，添加帶有活性基團(tuán)的增韌劑，使其與聚乳 酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，獲得較理想的增韌效果，在熱變形溫度基本保持不變的同時(shí)，明顯改善聚 乳酸的物理機(jī)械加工性能。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明及其有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施 例并不限于此。
[0032] 實(shí)施例1
[0033]以25份玉米淀粉為原料，1份醋酸酐為乙?；噭?、1份氫氧化鈉為催化劑，利用微 波輻射技術(shù)制得乙?；矸?。將聚乳酸用分子篩真空干燥機(jī)干燥，聚乳酸含水量為350ppm; 按重量將65份聚乳酸、26份乙?；矸?、3份甲基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯三元共聚 物、2份癸二酸二苯甲酰肼、1份鋁酸酯偶聯(lián)劑、1份馬來(lái)酸二辛酯、0.5