[发明专利]一种聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料领域，具体涉及一种聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸是一种部分结晶的聚合物，能与许多聚合物形成热力学相容或部分相容的共混复合体系，聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性，但由于可生物降解的聚乳酸价格居高不下，使其很难得以普及使用。使用聚乳酸和淀粉进行共混制备环境友好型可降解复合材料，替代传统聚烯烃树脂，不仅能够使材料实现完全生物降解，还能减少对不可再生石化资源的依赖，基于对粮食安全的考虑，国家已陆续颁布了相关政策加强了对粮食类淀粉的保护，以非粮淀粉为原料开发新型的生物质高分子材料已愈来愈受到重视。

淀粉和聚乳酸热力学不相容，直接将两者共混时界面结合力很差，会出现相容性差和材料力学性能下降等问题。淀粉经酯化改性后，分子链上的亲水羟基部分被疏水羰基取代，能够明显改善淀粉和聚乳酸的相容性。但是共混所得材料的热稳定性差，力学性能也难以达到生物医用材料的标准，因此，对聚乳酸和淀粉共混物的改性仍需进一步研究。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种具有力学性能良好、热稳定性高的聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸48~58份，酯化淀粉38~44份，凹凸棒石8~16份，海藻酸盐2~5份，甘油2~5份，羧甲基壳聚糖1~3份和增塑剂1~2份。

优选地，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸52~54份，酯化淀粉40~42份，凹凸棒石10~12份，海藻酸盐3~4份，甘油3~4份，羧甲基壳聚糖2~3份和增塑剂2份。

更优选地，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸53份，酯化淀粉41份，凹凸棒石11份，海藻酸盐3份，甘油3份，羧甲基壳聚糖2份和增塑剂2份。

所述增塑剂为乙二酸二辛酯、磷酸三乙酯或乙酰基三丁基柠檬酸酯中的一种或多种。

所述酯化淀粉为马来酸酐酯化淀粉。

所述海藻酸盐为海藻酸钠。

一种聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将羧甲基壳聚糖溶于体积分数为2~5%的醋酸溶液中，配制成羧甲基壳聚糖的醋酸溶液，搅拌均匀后，静置待用；

（2）将凹凸棒石溶于3~5倍体积的去离子水中，超声分散5~10min，得到凹凸棒石悬浮液，静置待用；

（3）将聚乳酸加入到步骤（1）制得的羧甲基壳聚糖的醋酸溶液中，混合均匀，边搅拌边加入凹凸棒石悬浮液及剩余原料，在60~65℃下电动搅拌使各成分充分混合，形成复合溶胶，然后将其用流延法在玻璃上涂膜，在60~65℃恒温真空干燥24~30h，即得到聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料。

有益效果：

本发明制备的聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料相对于聚乳酸具有更高的拉伸强度和弯曲强度，且通过高分子材料与无机物两者之间的耦合作用，可达到优势互补、协同增效，进一步提高复合材料的性能和热稳定性，且能降低成本。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例1

一种聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸48份，马来酸酐酯化淀粉38份，凹凸棒石8份，海藻酸钠2份，甘油2份，羧甲基壳聚糖1份和乙二酸二辛酯1份。

制备方法，包括如下步骤：

（1）将羧甲基壳聚糖溶于体积分数为2%的醋酸溶液中，配制成羧甲基壳聚糖的醋酸溶液，搅拌均匀后，静置待用；

（2）将凹凸棒石溶于3倍体积的去离子水中，超声分散5min，得到凹凸棒石悬浮液，静置待用；

（3）将聚乳酸加入到步骤（1）制得的羧甲基壳聚糖的醋酸溶液中，混合均匀，边搅拌边加入凹凸棒石悬浮液及剩余原料，在60℃下电动搅拌使各成分充分混合，形成复合溶胶，然后将其用流延法在玻璃上涂膜，在60℃恒温真空干燥30h，即得到聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料。

实施例2

一种聚乳酸-酯化淀粉-凹凸棒石复合材料，按重量份计，包括如下组分：聚乳酸52份，马来酸酐酯化淀粉40份，凹凸棒石10份，海藻酸钠3份，甘油3份，羧甲基壳聚糖2份和磷酸三乙酯2份。

制备方法，包括如下步骤：