[发明专利]一种全生物降解PLA/PBAT复合材料及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201210297866.4 申请日: 2012-08-20
公开(公告)号: CN103627153A 公开(公告)日: 2014-03-12
发明(设计)人: 袁角亮 申请(专利权)人: 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司
主分类号: C08L67/04 分类号: C08L67/04;C08L67/02;C08L3/02;C08K13/02;C08K3/26;C08K3/34;C08K3/36;C08K5/14;C08K5/1539;C08K5/092;B29C47/92
代理公司: 上海智信专利代理有限公司 31002 代理人: 吴林松
地址: 201109 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 生物降解 pla pbat 复合材料 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域,涉及一种全生物降解PLA/PBAT复合材料及其制备方法。

背景技术

塑料薄膜的使用已渗透到人们生活的各个领域,被广泛地用作食品包装、电子电器产品包装及商场购物袋、垃圾袋等。传统的塑料薄膜材料如聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜等的原材料为石油,使用完丢弃到自然中难以降解,给环境造成了巨大的危害。伴随着石油资源的日益枯竭和人们对环保意识的不断增强,开发全降解的环境友好型高分子材料应用于薄膜材料领域以成为未来的发展主流。

聚乳酸(PLA)是由玉米、马铃薯等可再生植物资源提取出的淀粉转化为葡萄糖,葡萄糖经过发酵成为乳酸,进一步聚合而成的脂肪族聚酯。PLA的玻璃化转变温度Tg大约为55℃,熔点Tm大约180℃,有着良好的生物相容性和高强度,且能够完全生物降解,降解后的最终产物为水和二氧化碳,因而,无毒,不会造成环境污染。虽然PLA的综合性能优良,强度较高,但是其韧性差,纯PLA的断裂伸长率大概4%左右。

聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯(PBAT)是一种脂肪族-芳香族共聚酯。这种共聚酯具有良好的生物降解性能,降解的最终产物为水和二氧化碳,是一种环境友好型高分子材料,同时其还具有良好的延展性和韧性,又具有很好的耐热性和冲击性能。

因此,将聚乳酸和聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯共混,利用两者性能优势互补,调节两者的共混比例,不仅可得到强度较高的共混物,而且还可以提高共混物的柔韧性,利用这种共混物制备的薄膜可以实现全生物降解,是一种环境友好型材料。

但是,与传统的聚丙烯、聚乙烯等可用于制备薄膜的材料相比,聚乳酸和聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯的制备成本较高,尤其是后者。这将使得采用PLA和PBAT共混物制备的全生物降解薄膜与传统塑料薄膜相比在价格上处于劣势,不利于其推广应用。

淀粉广泛的存在于自然界的植物当中,资源丰富且价格低廉,同时可生物降解。所以,将淀粉添加到PLA和PBAT的共混物中,制备的组合物不仅可以实现全生物降解,而且还可以降低组合物的制备成本,增加其市场竞争力。

经过对现有技术检索发现,专利CN102257068公布了一种可生物降解的包装膜;将聚乳酸、淀粉和脂肪族-芳香族共聚酯共混,通过调节它们的共混比例来实现共混物的力学性能上的平衡。由于聚乳酸、淀粉、脂肪族-芳香族共聚酯三者相互之间的相容性较差,所以简单共混难以得到力学性能较好的组合物。文献(Carbohydrate Polymers[J],2009,77:576–582)报道了利用马来酸酐中的双键聚合接上一段与聚酯相容性好的聚合物来做相容剂增容聚乳酸、淀粉和脂肪族-芳香族三元共混物;然而,采用这种相容剂的缺点是不可生物降解,从而破坏了共混物的全生物降解特性。而采用异氰酸酯类扩链剂作为相容剂虽然也可以提高这三者的相容性,但是异氰酸酯类扩链剂一方面毒性较大,另一方面其大多为液体状的,添加使用不方便。

发明内容

本发明目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种全生物降解PLA/PBAT复合材料及其制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种PLA/PBAT复合材料,由包括以下重量份的组分制成:

聚乳酸                                        10-90份,

聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯      10-90份,

热塑性淀粉                                    10-80份,

相容剂A                                       0.01-1.5份,

相容剂B                                       0.1-10份,

填料                                          1-40份。

所述的聚乳酸的重均分子量为40000-300000,主要是由L-乳酸聚合得到,同时体系中还含有<5%重量份的D-乳酸。

所述聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯(PBAT)的重均分子量为20000-130000,以对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、丁二醇、己二酸为原料聚合得到。

所述热塑性淀粉为热塑性土豆淀粉、热塑性玉米淀粉、热塑性木薯淀粉、热塑性小麦淀粉中的一种或一种以上。

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