[发明专利]生物降解聚乳酸/淀粉复合材料共混界面的偶联与增容技术

权利要求书

1.一种生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，其组成包含：

a)聚乳酸及其共聚物为复合材料的基体树脂，构成共混物的连续相；

b)淀粉，为复合材料的填充改性剂，构成共混物的分散相；

c)表面活性剂及偶联剂，是改变淀粉在聚乳酸中的分散性，促进聚乳酸—淀粉界面形成稳定结构的活性物质；

d)增容剂，是调整和增强聚乳酸—淀粉共混体系相间相容性，加强组分物质间相互作用，促进共混物结构稳定性的功能性物质；

e)改性剂及加工助剂，为改善或促进复合材料的某些物理力学性能、生物化学性能、加工性能或外观等加入的一类符合卫生及环境要求的一类助剂。

2.权利要求1组成a)中所述的聚乳酸及其共聚物，其特征为聚合物选自聚DL-乳酸、聚L-乳酸、聚乳酸—聚乙醇酸共聚物、聚乳酸—聚ε-已内酯共聚物等，可以是其中的一种单独使用，也可以是两种及两种以上混合使用。

3.按权利要求1a)和2中所述的聚乳酸及其共聚物的平均分子量在10～80万的之间，材料的特性粘度(乌式粘度计，氯仿溶剂，25℃)范围为在0.1—8.0dl/g，根据用途确定。在复合材料中的用量为10～80％。

4.权利要求1组成b)中所述淀粉，其特征为来自天然植物加工的玉米淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉。其粒度在5～40μm的之间。复合材料中淀粉的含量为80～10％。

5.按权利要求1b)和4中所述的工业淀粉，使用前应经表面接枝改性，形成具有以下一种结构特征的改性淀粉：

a)表面单元为与聚乳酸有良好相容性、含C₂～C₁₈脂肪族酯结构的接枝链；

b)表面单元为与聚乳酸有良好相容性、聚合度达6～30脂肪族聚醚结构的接枝链；

c)表面单元为能与聚乳酸形成氢键结构、含C₂～C₁₀的脂肪族酰胺或聚醚结构的接枝链；

d)表面单元为与聚乳酸有良好相互作用、含C₂～C₁₈的脂肪链结构的接枝链。

6.按权利要求1b)和4、5中所述的改性淀粉，其特征在于接枝率为2～20％。

7.按权利要求1b)和3、4、5、6中所述的工业淀粉，使用前还叮采用表面活性物质包覆改性，形成具有以下一种结构特征的改性淀粉：

a)淀粉表面为具有亲水-亲油结构、可生物降解的脂肪族低聚物或高分子量聚合物包覆，其亲水结构聚集在淀粉表面并能向次表层内部扩散，亲油结构富集在淀粉外表面，并能向界面区域的聚乳酸中扩散和伸展；

b)淀粉表面为淀粉和聚乳酸均有良好相容性的、可生物降解、分子量为200～1500的脂肪族聚醚或聚酯醚所包覆。

8.权利要求1b)和3、4、5、6、7中所述的改性淀粉，其特征是表面包覆率达50～100％。表面活性物质用量为淀粉质量的2～10％。

9.按权利要求1组成c)中所述的表面活性剂或偶联剂，其特征在于该活性物质的一端具有能与淀粉表面羟基进行化学反应的活性基团，另一端含有与聚乳酸有良好相容性的结构单元：

a)活性端基包含烷氧基、酯基、环氧基、酰氯基、异氰酸基、或酰胺基等；

b)相容性结构单元为含有醚结构、酯结构或酰胺结构、链段分子量为20～400的由C、H、O、N元素组成的脂肪链；

c)活性端基与相容性结构单元间的连接可以是通过碳(C)原子，也可以通过硅(Si)、磷(P)、铝(Al)、钛(Ti)原子来键合。

10.按权利要求1组成c)和9中所述的表面活性剂或偶联剂，其特征在于用量为淀粉质量的0.5～10％。

11.权利要求1组成d)中所述的增容剂，其特征是分子中含有与羟基和酯基结构相容、能降低和调整聚乳酸-淀粉界面的一类物质：

a)含羟基的脂肪族聚酯、聚丙烯酸酯、聚乙酸乙酯等聚酯类；

b)聚乙二醇、聚丙二醇、聚环氧丙烷、聚四氢呋喃等聚醚类；

c)聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯等脂肪族聚氨脂类。