[发明专利]一种可生物降解TPS/PBAT复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种热塑性淀粉/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（TPS/PBAT）复合材料及其制备方法。

技术背景

进入21世纪，社会的可持续发展及其涉及的环境、资源和经济问题愈来愈受到人们的关注，天然高分子物质（如淀粉)来源广泛，价格低廉，再生周期短且可完全生物降解。因此，可生物降解塑料的研究开发已经成为高分子复合材料领域的研究热点。

天然淀粉是多羟基化合物，其邻近分子间多以氢键相互作用形成微晶结构的完整颗粒。按不同配比将天然淀粉与水和多元醇等增塑剂混合，利用高剪切力和高温破坏淀粉的微晶，使大分子无序线性排列，就可以使原天然淀粉具有热塑性。与目前使用的大多数普通塑料相比，热塑性淀粉(TPS)塑料存在力学强度低、耐水性不好等缺点。聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）是对苯二甲酸、己二酸和1，4-丁二醇的三元共聚酯，为近年来国内外研究较多的一种可完全生物降解的热塑性共聚酯。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利200910258749.5公开了一种PPC和PBAT共混物及制备方法，中国专利201110351017.8涉及一种增容PLA/PBAT合金，虽然二者得到的共混物均具有生物降解性，且一定程度上有所改善共聚物宏观力学性能，但上述专利所得共聚物均有流动性较差不易于加工成型，柔韧性较差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种可生物降解TPS/PBAT复合材料及其制备方法。本发明制备的可生物降解TPS/PBAT复合材料在确保体系可完全生物降解前提条件下，具有流动性优良易成型加工、耐水性优良、柔韧性好等优点，同时其力学性能也有一定程度改善。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种热塑性淀粉/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料，由包括以下重量份的组分制成：

热塑性淀粉（TPS）        100份，

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）        40-100份。

所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯优选80-100份。

所述的热塑性淀粉(TPS)选自玉米淀粉、铃薯淀粉、薯类淀粉、小麦淀粉、菱角淀粉或莲藕淀粉等，优选玉米淀粉。

所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的数均分子量（Mn）为2.6-8万，优选为5-7万。

一种上述TPS/PBAT复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将玉米淀粉于50℃-70℃烘箱中干燥24小时；

（2）将步骤（1）中干燥好的100份玉米淀粉与有机溶剂加入高速搅拌机中充分混合均匀，然后经双螺杆挤出机挤出造粒，得到热塑性淀粉(TPS)母粒；

（3）将步骤（2）中得到的热塑性淀粉(TPS)母粒于60℃-80℃烘箱中干燥24小时，使有机溶剂挥发完毕；

（4）将PBAT树脂粒子于70℃-90℃烘箱中干燥24小时；

（5）将步骤（3）中烘干后的母粒与步骤（4）烘干的40-100份PBAT树脂混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到TPS/PBAT复合母粒；

（6）将TPS/PBAT复合母粒于60℃-80℃烘箱中干燥24小时。

所述的步骤（1）中双螺杆挤出机从进料口到机头的挤出温度依次为60℃、110℃、115℃、120℃、120℃、125℃。

所述的步骤（2）中的有机溶剂为丙三醇，一般市售工业级丙三醇，优选国药集团化学试剂有限公司生产的丙三醇（100106193）。

所述的步骤（5）中双螺杆挤出机从进料口到机头的挤出温度依次为80℃、130℃、140℃、150℃、160℃、160℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明得到的可生物降解TPS/PBAT复合材料具有耐水性优良、柔韧性好和易成型加工等优点。将PBAT与TPS共混可以明显改善淀粉基材料的加工流动性、力学性能和耐水性，而且确保体系可完全生物降解。另外，该方法制备工艺相对简单，装备成本低，易于推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明。

在以下的实施例中，采用以下检测方法：

熔体流动速率(MFR)按GB/T 3682-2000，在190℃,2.16kg条件下测试。

拉伸性能按GB/T1040.1-20O6测试,拉伸速率50mm/min。

吸水性测试：