專利名稱：一種pla/ppc生物降解復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料材料領(lǐng)域，特別涉及一種PLA/PPC生物降解復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑料工業(yè)迅速發(fā)展，其用途已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，用途十分廣泛。中國(guó)每年產(chǎn)生的廢棄塑料約為500萬(wàn)噸，其中大多數(shù)廢棄塑料為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)材料，這些材料不能夠自然分解。因此，由PP材料、PE材料、PS材料制備的一次性塑料包裝廢棄物及其相應(yīng)的農(nóng)用薄膜和一次性餐具，如果被隨意丟棄將會(huì)因其非降解性堆積在土地上，從而造成嚴(yán)重的白色污染，而且這種潛在的污染同時(shí)也會(huì)隨著人們使用量的增加和時(shí)間的積累而加劇，目前我國(guó)白色污染嚴(yán)重，已經(jīng)引起政府有關(guān)部門和社會(huì)的普遍關(guān)注，相關(guān)法律法規(guī)已經(jīng)出臺(tái)，尤其是在歐美市場(chǎng)，非可降解塑料的使用受到嚴(yán)格的限制。近些年，傳統(tǒng)的石化基塑料正逐漸被稱為“綠色材料”的可降解和可重復(fù)利用的生物基材料所代替。目前使用最為重要和廣闊的可降解聚合物是脂肪族聚酯和蛋白質(zhì)，比如聚乳酸(PLA)、二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物(PPC)等等。聚乳酸(PLA)是以玉米等農(nóng)作物為原料，發(fā)酵得到乳酸，并經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)合成制備的脂肪族聚酯，最終能被分解成二氧化碳和水，是典型的生物可降解塑料。聚乳酸具有良好的熱穩(wěn)定性、生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性，還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此，用途十分廣泛，可應(yīng)用于各種塑料制品、包裝食品、快餐飯盒、無(wú)紡布、工業(yè)及民用布、農(nóng)用織物、保健織物、抹布、衛(wèi)生用品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面、一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等領(lǐng)域。盡管純PLA有著高透明度、高光澤度等優(yōu)點(diǎn)，但是其硬而脆、加工難度大 且熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)影響了它在注塑方面的應(yīng)用。二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物(簡(jiǎn)稱為PPC)，是由二氧化碳和環(huán)氧丙烷制備的脂肪族聚碳酸酯。PPC具有良好的生物降解性能，可以在很大的程度上緩解“白色污染”的問(wèn)題和二氧化碳導(dǎo)致的“溫室效應(yīng)”，因此，引起了廣泛的關(guān)注。但是由于其為非晶結(jié)構(gòu)，分子鏈柔性大且相互作用力小，使得材料熱性能差，導(dǎo)致制品高溫尺寸穩(wěn)定性差，低溫下脆性大。雖然PLA和PPC都有著獨(dú)特的性能，但實(shí)驗(yàn)表明PLA強(qiáng)度高柔韌性差，PPC材料強(qiáng)度不高但是柔性好，如能結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，相互補(bǔ)充，可以制備出性能良好的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料。但是PLA為結(jié)晶性高聚物，而PPC為非晶性高聚物，PLA與PPC在結(jié)構(gòu)上有明顯的區(qū)別，兩者不能完全相容。文獻(xiàn)“全生物分解PLA/PPC/改性淀粉共混薄膜拉伸性能的研究”(化工新型材料，2011年I月，第39卷第I期)公開(kāi)了一種全生物分解PLA/PPC/改性淀粉共混薄膜，其中PLA =PPC:改性淀粉三者的質(zhì)量比為60:20:20或者60:10:30，并通過(guò)電子拉力測(cè)試機(jī)測(cè)試薄膜的拉伸性能，拉伸強(qiáng)度為4MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為80%，其力學(xué)性能需要進(jìn)一步提高。乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)由乙烯和乙酸乙烯共聚制得，主要性能取決于分子鏈上乙酸乙烯的含量，可調(diào)解構(gòu)成組分比例符合不同的應(yīng)用需要。EVA不但具有橡膠般的柔軟性，在50°C下能夠具有較好的可撓性，而且具有良好的透明性和表面光澤性，化學(xué)穩(wěn)定性良好，抗老化和抗氧化性強(qiáng)，與填料的摻混性好，還具有易染色和易成型加工特點(diǎn)。因此，被廣泛應(yīng)用于發(fā)泡鞋料、功能性棚膜、包裝膜、熱熔膠、電線電纜及玩具等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，其力學(xué)性能良好，特別是韌性和強(qiáng)度表現(xiàn)良好。一種PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制成:.聚乳 It60% 75%;:......:氣化碳. —環(huán)氣丙烷共聚物5% 20%;
改性淀粉5% 10%;
乙烯-醋酸乙烯共聚物5% 15% ；
乙烯-Pt酸乙烯典聚物與聚乳酸接枝共聚物1% 5%;
植物油多7C—_:1% 5%。本發(fā)明中，聚乳酸具有良好的硬度，但脆性差，二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物的柔性較好，乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的柔軟性，橡膠般的彈性，耐低溫性能良好，化學(xué)穩(wěn)定性良好，抗老化和抗氧化性強(qiáng)，同時(shí)，與其他材料復(fù)合時(shí)，受容性好。本發(fā)明中，以聚乳酸、二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物為主要基體材料，改性淀粉作為填料，改性淀粉可降低材料的生產(chǎn)成本，并增加塑性，二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物能夠大大改善聚乳酸和改性淀粉之間的界面相容性，提高界面結(jié)合力，并提高分散相的穩(wěn)定性，乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物能夠大大提高聚乳酸與乙烯-醋酸乙烯共聚物之間的界面相容性，增大界面粘結(jié)力并提高分散相的穩(wěn)定性。植物油多元醇一方面能夠改善各分散相的分散程度，提高韌性，另一方面，有利于本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備和加工，提高加工性能。本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，各組分之間相容性較好，能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使得本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和拉升彈性模量，同時(shí)，本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度也有大幅度的提高，化學(xué)穩(wěn)定性良好，并易于加工。作為優(yōu) 選，所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制成:聚乳酸65% 70%;
K化碳4環(huán)K內(nèi)烷咒聚物〗0% 15%;
改性淀粉5% 0%;
乙烯-1f丨酸乙烯共聚物5% 10% ；
乙烯-賭酸乙烯共聚物~聚乳酸接枝Λ聚物1% 5%;
植物油多元醇1% 5%。采用上述重量百分含量的原料制成的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能，其韌性優(yōu)異。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制
成:
聚乳酸68%;: 化碳!環(huán)氣內(nèi)烷北聚物12%;
改性淀粉7%;
乙烯-醋酸乙烯J !<聚物8% ；
乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物3%;
梢物油多元,2% ο采用上述特定的重量百分含量的原料制成的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料具有非常優(yōu)異的力學(xué)性能，特別是韌性十分優(yōu)異，表現(xiàn)出十分優(yōu)異的拉伸性能和沖擊性能。聚乳酸作為最主要的基體材料，具有良好的機(jī)械性能(尤其是強(qiáng)度和模量)、易加工和優(yōu)異的可降解性。作為優(yōu)選，所述的聚乳酸為L(zhǎng)型聚乳酸、D型聚乳酸或者LD混合型聚乳酸。二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物(PPC)主要用于聚乳酸和改性淀粉之間的界面相容性，并可一定程度上提高韌性，可采用市售產(chǎn)品，如可采用中國(guó)內(nèi)蒙蒙西集團(tuán)生產(chǎn)的PPC。改性淀粉作為填料，作為優(yōu)選，所述的改性淀粉由增塑劑對(duì)淀粉改性而成，其中，所述的增塑劑與淀粉的質(zhì)量比為2 4:10，適量的增塑劑對(duì)淀粉改性后，能夠起到塑化的作用，有利于增加淀粉相和樹脂相界面間的粘結(jié)性。但是增塑劑量較少，塑化作用不充分，增塑劑量過(guò)多，容易導(dǎo)致大分子間作用力減弱，材料的強(qiáng)度降低。進(jìn)一步優(yōu)選，淀粉與甘油的質(zhì)量比為3:10。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的增塑劑為丙三醇、聚乙二醇或者甘油。所述的淀粉為玉米淀粉、木薯淀 粉、綠豆淀粉、甘薯淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、麥類淀粉、菱角淀粉、藕淀粉中的一種或兩種以上。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的淀粉為玉米淀粉，選用玉米淀粉，對(duì)本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的塑化作用較好。所述的改性淀粉的制備包括:將淀粉與增塑劑混合，加水充分糊化后，干燥后即得。所述的干燥的條件為:在85 105°C干燥24h。
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)能夠提高PLA韌性，同時(shí)賦予本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及一定的抗老化和抗氧化性，乙烯-醋酸乙烯共聚物可采用市售產(chǎn)品。作為優(yōu)選，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯的重量百分含量為5% 45%，該乙烯-醋酸乙烯共聚物能夠較好地提高本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的韌性。乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物，能夠改善EVA與PLA的相容性。作為優(yōu)選，乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物的重量百分含量為2% 5%。植物油多元醇能夠改善各分散相的分散程度，提高韌性，作為優(yōu)選，所述的植物油多元醇為蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、花生油多元醇、椰子油多元醇、棕櫚油多元醇、亞麻油多元醇、棉籽油多元醇、玉米油多元醇、葵花籽油多元醇、松子油多元醇、桐油多元醇中的一種或兩種以上。植物油多元醇可采用市售產(chǎn)品。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的植物油多元醇為蓖麻油多元醇，能夠較大程度地提高本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的韌性。作為優(yōu)選 ，所述的植物油多元醇的重量百分含量為2% 5%，有利于改善各分散相的分散程度，提高韌性。本發(fā)明還提供了一種PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備方法，制備簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，易于實(shí)施。一種PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:將聚乳酸、二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物、改性淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物和植物油多元醇混合均勻，將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混后拉條、切粒，得到PLA/PPC生物降解復(fù)合材料。前面提到的重量百分含量原料，是指該步驟中的原料混合重量百分含量。即將60% 75%聚乳酸、5% 20% 二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物、5% 10%改性淀粉、5% 15%乙烯-醋酸乙烯共聚物、1% 5%乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物和1% 5%植物油多元醇混合均勻。作為優(yōu)選，所述的熔融共混的溫度為145°C 170°C。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40:1。作為優(yōu)選，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物由以下方法制備:將用于接枝反應(yīng)的乙烯-醋酸乙烯共聚物和用于接枝反應(yīng)的聚乳酸在催化劑的作用下反應(yīng)，在90°C 180°C反應(yīng)5 60分鐘，經(jīng)分離、洗滌和干燥后得到乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物；所述的催化劑為Ti (OPr) 4 (鈦酸四異丙酯)、Ti (OPh) 4 (鈦酸四苯酯，CAS號(hào)2892-89-9)、Ti (OBu)4 (鈦酸四丁酯)中的一種或兩種以上。選用特定的催化劑以及特定的反應(yīng)條件，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，能夠順利完成接枝，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物，接枝率高。進(jìn)一步優(yōu)選，在乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物的制備中，采用以下重量百分含量的原料:用于接枝反應(yīng)的聚乳酸30% 50% ；用于接枝反應(yīng)的乙烯-醋酸乙烯共聚物45% 69.9%;催化劑0.1% 5%。選用上述質(zhì)量百分含量的原料，有利于乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸的接枝，得到接枝率較高的乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物，該接枝共聚物能夠很好改善EVA與PLA的相容性。在乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物的制備中的用于接枝反應(yīng)的聚乳酸和用于接枝反應(yīng)的乙烯-醋酸乙烯共聚物與前面原料聚乳酸和乙烯-醋酸乙烯共聚物重量百分含量沒(méi)有存在重疊，相互獨(dú)立。即將30% 50%的用于接枝反應(yīng)的乙烯-醋酸乙烯共聚物和45% 69.9%的用于接枝反應(yīng)的聚乳酸在0.1% 5%催化劑的作用下反應(yīng)。催化劑的使用量可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的少量，進(jìn)一步優(yōu)選，催化劑的重量百分含量為0.5% 3%。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的聚乳酸為L(zhǎng)-聚乳酸、L, D-聚乳酸、D-聚乳酸中的一種或兩種以上。進(jìn)一步優(yōu)選，在140°C 160°C反應(yīng)20 30分鐘，有利于乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸的接枝。更進(jìn)一步優(yōu)選，在160°C反應(yīng)30分鐘。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的分離包括:將產(chǎn)物加入到第一有機(jī)溶劑中，過(guò)濾得到未溶解的產(chǎn)物，然后將該未溶解的產(chǎn)物加入到第二有機(jī)溶劑中，過(guò)濾得到接枝共聚物粗品；所述的第一有機(jī)溶劑為丙酮、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、甲基丁酮、甲基異丁酮、全氯乙烯、三氯乙烯或乙烯乙二醇醚；所述的第二有機(jī)溶劑為苯、甲苯、二甲苯乙醚、環(huán)氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯或醋酸丙酯。第一有機(jī)溶劑能夠溶解聚乳酸，將聚乳酸除去，第二有機(jī)溶劑能夠溶解EVA JfEVA除去。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的洗滌為采用第三有機(jī)溶劑進(jìn)行洗滌，所述的第三有機(jī)溶劑為甲醇、乙二醇、乙醇、甘油、正丙醇、三氯乙烯、2-丁醇、環(huán)己醇或脂肪醇，采用上述特定的第三有機(jī)溶劑能夠起到較好的洗滌效果。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的反應(yīng)在轉(zhuǎn)矩流變儀中進(jìn)行，方便操作以及對(duì)反應(yīng)條件的監(jiān)測(cè)和控制，有利于乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸的接枝反應(yīng)的進(jìn)行。進(jìn)一步優(yōu)選，在反應(yīng)之前，先將用于接枝反應(yīng)的乙烯-醋酸乙烯共聚物加入到轉(zhuǎn)矩流變儀中，溫度控制在90 180°C，更進(jìn)一步優(yōu)選，溫度控制在160°C，轉(zhuǎn)矩流變儀中兩個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，兩個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速均為10 100轉(zhuǎn)/分鐘，保持加熱10 60分鐘，然后再向轉(zhuǎn)矩流變儀中加入用于接枝反應(yīng)的聚乳酸和催化劑進(jìn)行反應(yīng)。先將乙烯-醋酸乙烯共聚物加入到轉(zhuǎn)矩流變儀中，在90 180°C (更進(jìn)一步優(yōu)選為160°C)熔融混合均勻，再加入聚乳酸和催化劑，然后進(jìn)行反應(yīng)，有利于乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸的接枝反應(yīng)的進(jìn)行，使得較多含量的聚乳酸接枝到乙烯-醋酸乙烯共聚物上。本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，韌性和強(qiáng)度較好，特別適合用于制備薄膜，可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，如本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料經(jīng)單螺桿吹膜機(jī)制備薄膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，以聚乳酸、二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物為主要基體材料，改性淀粉作為填料，同時(shí)，二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物以及植物油多元醇能夠改善分散相的分散程度并提高分散相的穩(wěn)定性，在復(fù)合材料中各組分之間相容性較好，使得聚乳酸、二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物和改 性淀粉產(chǎn)生協(xié)同作用，從而使本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和韌性，化學(xué)穩(wěn)定性良好，并易于加工。
本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料中，聚乳酸、二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物、改性淀粉以及植物油多元醇均可完全生物降解，占了絕大多數(shù)，因此，本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料可生物降解，具有較好的環(huán)境效益，在環(huán)保材料大力推廣的今天，本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備方法，通過(guò)現(xiàn)有的設(shè)備雙螺桿擠出機(jī)即可實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)施，可操作性強(qiáng)，易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為實(shí)施例1中EVA-PLA接枝共聚物、EVA和PLA三者混合物的X射線衍射圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1在轉(zhuǎn)矩流變儀(德國(guó)哈克公司)中，加入60gEVA (Escorene Ultra Lot.61E466,?？松梨诠?，乙酸乙烯的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為27%)，溫度為160°C，兩個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，兩個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速均為40轉(zhuǎn)/分鐘，保持加熱40分鐘。然后打開(kāi)轉(zhuǎn)矩流變儀，同時(shí)加入質(zhì)量為2g的催化劑Ti (OPr) 4和質(zhì)量為40g的聚乳酸(Natureworks 2002D，LD混合型聚乳酸)。在原來(lái)的溫度條件下，繼續(xù)加熱30分鐘后，即在160°C反應(yīng)30分鐘，將得到的產(chǎn)物加入至120mL的丙酮中，然后過(guò)濾得到未溶解的產(chǎn)物，再將其加入至60mL的熱甲苯(80°C)中，過(guò)濾得到接枝共聚物粗品，最后經(jīng)過(guò)甲醇洗滌后，放在溫度為90°C的真空干燥箱中，干燥20分鐘后，得到PLA質(zhì)量百分含量為45%的EVA-PLA接枝共聚物(即乙烯_醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物)，產(chǎn)物為39克。其中，PLA質(zhì)量百分含量=(加入的PLA總質(zhì)量-未反應(yīng)的PLA的質(zhì)量)/[(加入的PLA總質(zhì)量-未反應(yīng)的PLA的質(zhì)量)+ (加入的EVA總質(zhì)量-未反應(yīng)的EVA的質(zhì)量)]，其中，未反應(yīng)的PLA的質(zhì)量=溶解PLA后的丙酮`的總質(zhì)量-原先丙酮的質(zhì)量，未反應(yīng)的EVA的質(zhì)量=溶解EVA后的熱甲苯的總質(zhì)量-原先熱甲苯的質(zhì)量。實(shí)施例1中EVA-PLA接枝共聚物、EVA和PLA三者混合物的X射線衍射圖如圖1所示，即圈中位置，出現(xiàn)15°位置的新峰，且不被丙酮和熱甲苯同時(shí)溶解，可以驗(yàn)證，本實(shí)施例制備的產(chǎn)物為乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物。實(shí)施例2 12PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，采用以下重量百分含量的原料:聚乳酸(PLA)60% 75%;.—: 化碳與環(huán)氣內(nèi)烷共聚物(PPC)5%~20%；
改性淀粉5% 10%;
乙烯-醋酸乙‘婦共聚物(EVA)5% 15%;
乙烯-酸酸乙烯共聚物Μ聚乳酸接枝共聚物(EVA-PLA) 1% 5%; 植物油多兀醇1% 5%“其中，聚乳酸采用Natureworks 2002D，LD混合型聚乳酸。二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物采用中國(guó)內(nèi)蒙蒙西集團(tuán)生產(chǎn)的產(chǎn)品。改性淀粉的制備:將淀粉與甘油混合，加水充分糊化后，在95°C干燥24h后即得，淀粉與甘油均可采用市售產(chǎn)品。乙烯-醋酸乙烯共聚物(Escorene Ultra Lot.61E466,?？松梨诠?，醋酸乙烯(即乙酸乙烯)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27%)。植物油多元醇可采用市售產(chǎn)品。將聚乳酸、二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物、改性淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物和植物油多元醇混合均勻，將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混后拉條、切粒，得到PLA/PPC生物降解復(fù)合材料。熔融共混的溫度從進(jìn)料段到機(jī)頭的各反應(yīng)段溫度分別為150°C、155°C、155°C、160 V、165 V、165 V 、160 °C、155 °C，機(jī)頭的溫度為155 °C，雙螺桿擠出機(jī)中螺桿長(zhǎng)徑比為40:1，轉(zhuǎn)速 350r/min。實(shí)施例2 12制備的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備條件如表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料制成聚乳酸60% 75%; : 化碳環(huán)4ICW烷共聚物5% 20%;改性淀粉5% 10%; 乙烯-醋酸乙烯北聚物5% 15%； 乙烯-醋酸乙姆共聚物與聚乳酸接枝共聚物1% 5%;植物油多元—醇1%~5%ο
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料制成聚乳酸65% 70%; 二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物10% 15%;改性淀粉5% 10%; 乙烯-醋酸乙烯共聚物5%~ 10% ； 乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸 枝共聚輸1%-5%;植物油多元醇1% 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料制成聚乳酸68%; 二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物12%;改性淀粉7%;乙烯-醋酸乙烯共聚物8% ； 乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝ft聚物3%;植物油多元醇2%,
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項(xiàng)所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的改性淀粉由增塑劑對(duì)淀粉改性而成，其中，所述的增塑劑與淀粉的質(zhì)量比為2 4 :10。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的增塑劑為丙三醇、聚乙二醇或者甘油； 所述的淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、綠豆淀粉、甘薯淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、麥類淀粉、菱角淀粉、藕淀粉中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項(xiàng)所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的植物油多元醇為蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、花生油多元醇、椰子油多元醇、棕櫚油多元醇、亞麻油多元醇、棉籽油多元醇、玉米油多元醇、葵花籽油多元醇、松子油多元醇、桐油多元醇中的一種或兩種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6任一項(xiàng)所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 將聚乳酸、二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物、改性淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物和植物油多元醇混合均勻，將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混后拉條、切粒，得到PLA/PPC生物降解復(fù)合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的熔融共混的溫度為145°C 170°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物由以下方法制備 將用于接枝反應(yīng)的乙烯-醋酸乙烯共聚物和用于接枝反應(yīng)的聚乳酸在催化劑的作用下反應(yīng)，在90°C 180°C反應(yīng)5 60分鐘，經(jīng)分離、洗滌和干燥后得到乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物； 所述的催化劑為Ti (OPr)4, Ti (OPh)4, Ti (OBu)4中的一種或兩種以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物的制備中，采用以下重量百分含量的原料 用于接枝反應(yīng)的聚乳酸30% 50% ； 用于接枝反應(yīng)的乙烯-醋酸乙烯共聚物45% 69. 9% ；催化劑O. 1% 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種PLA/PPC生物降解復(fù)合材料，由以下重量百分含量60%～75%聚乳酸、5%～20%二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物、5%～10%改性淀粉、5%～15%乙烯-醋酸乙烯共聚物、1%～5%乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物以及1%～5%的植物油多元醇制成，本發(fā)明PLA/PPC生物降解復(fù)合材料具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和韌性，化學(xué)穩(wěn)定性良好，并易于加工，此外，該材料使用后可生物降解。本發(fā)明還公開(kāi)了一種PLA/PPC生物降解復(fù)合材料的制備方法，通過(guò)現(xiàn)有的設(shè)備雙螺桿擠出機(jī)即可實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)施，可操作性強(qiáng)，易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08L23/08GK103254596SQ20131019244
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)明者王惠群 申請(qǐng)人:廣東益德環(huán)?？萍加邢薰?br>