[发明专利]一种聚乳酸材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸材料及其制备方法，尤其是一种聚乳酸材料及其制备方法。

背景技术

目前，工业应用的乳酸生产方法都是采用淀粉含量较高的农副产品，如：大米、薯干、玉米和米糠等为原料，通过糊化、糖化、接种、发酵、沉淀、结晶、酸解、浓缩等工艺生产出乳酸。在上述工序中，发酵是至关重要的一步。在发酵工序中，向经过糊化和糖化处理的农副产品中加入菌种，进行发酵，生成乳酸。但是，经乳酸菌发酵生成乳酸是一个可逆过程，随着生成的乳酸不断增加，发酵过程趋于平衡，发酵会变得缓慢，直至停止。为提高乳酸产量，通常向发酵液中加入碳酸钙消耗掉发酵过程中生成的乳酸，使其生成乳酸钙，降低发酵液中乳酸的含量，从而使得发酵继续进行。发酵完成后，向生成的乳酸钙中加入硫酸，酸解出乳酸。

聚乳酸(PLA)是以乳酸为原料，经聚合得到的新型聚酯材料，聚乳酸在使用后能被自然界中的微生物完全降解生成二氧化碳和水，不会对环境造成污染，因此具有良好的生物相容性和可生物降解性。正是由于聚乳酸良好的生物相容性，其表面极易滋生一些细菌或微生物，但是在食品包装等一些领域，这些滋生的细菌会对食品卫生和安全构成极大威胁。

发明内容

为了克服现有技术中的聚乳酸材料不抗菌的问题，本发明提供了一种聚乳酸材料，其具有优异的抗菌性能。

该聚乳酸材料由原料混合物制备得到，其中，所述原料混合物包括聚乳酸和希夫碱，所述希夫碱分子中含有羟基。

另外本发明还公开了上述聚乳酸材料的制备方法，包括将上述原料混合物在150-185℃下熔融挤出，经切粒和注塑得到。

本发明的发明人经过大量的实验，通过向聚乳酸材料中添加还有羟基的希夫碱，极大的提高了材料的抗菌性能。使材料在具有良好的生物降解性的同时，兼具优异的抗菌性能，扩大了材料的使用范围。

同时，发明人意外的发现，本发明公开的聚乳酸材料的耐水解性能得到的显著的提高。现有技术中，为了提高聚乳酸材料的耐水解性能，通常采用的方法为添加耐水解剂，如碳二亚胺化合物、异氰酸酯化合物或者恶唑啉化合物。但是碳二亚胺化合物不稳定，在原料挤出过程中极易分解，大大降低了其使用效果。另一方面，异氰酸酯化合物或者恶唑啉化合物均为剧毒物质，在生物材料中使用不利于环保。而本发明中，希夫碱同时提高了材料的抗菌性和耐水解性能。并且利于加工，无毒环保。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开的聚乳酸材料由原料混合物制备得到，其中，所述原料混合物包括聚乳酸和希夫碱，所述希夫碱分子中含有羟基。

聚乳酸是以有机酸乳酸为原料生产的聚酯材料，具有良好的生物可降解性能、较好的机械性能及物理性能，而且可以与其它材料相容。聚乳酸的结构式如式(1)所示：

在本发明提供的聚乳酸材料中，聚乳酸的粘均分子量为10万-25万，熔点为150-175℃。优选为粘均分子量为15万-23万，熔点为160-170℃。所述聚乳酸可通过商购得到，例如美国natureworks公司生产的聚乳酸，牌号为3051D，注塑级别，粘均分子量为18万，熔点为165℃。

由于聚乳酸原料中的水分会对最后得到的材料的外观及力学性能产生影响，故本发明公开的原料混合物中，聚乳酸原料的含水量不高于0.025wt％，优选情况下不高于0.015wt％。

通常，各厂家提供的聚乳酸原料中的含水量已给出，优选情况下，对聚乳酸原料进行前处理，前处理的方法可以为：在0.04-0.08MPa，90-95℃下干燥4-8h即可。

对聚乳酸原料进行前处理后，聚乳酸原料中的含水量可通过卡氏水分测定仪(梅特勒-托利多中国生产的卡氏水分测定仪，型号MKC-520+ADP-511S)按照ASTM D6869-03用卡尔·费休库伦法和容量法测定。