[发明专利]生物可降解塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种生物可降解塑料及其制备方法。

背景技术

塑料制品已经广泛应用于人们的日常生活，为人们的生活提供了极大地方便。统计显示，全球每年塑料总消费量4亿吨，中国消费6000万吨以上。换言之，我国消费的塑料占全球总消费量的15％。然而，可回收利用的塑料却只占很小的比例。随着塑料制品的生产和应用的迅速发展，日益增长的塑料垃圾越来越严重地威胁到人类的生态环境。目前处理废旧塑料的方法，如填埋和焚烧等方法，需要占用较大的处理空间以及大量资金投入，同时也带来环保问题。

随着人们的环保意识的增强，解决塑料材料与环保的协调发展问题愈加凸显。可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂(如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等)，稳定性下降，较容易在自然环境中降解的塑料。可降解塑料的出现，不仅扩大了塑料功能，而且在一定程度上可缓解与环境的矛盾，节约和代替石油资源，有效地消除白色污染，保护环境。聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成，淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。尽管聚乳酸具有良好的生物降解性，但聚乳酸还存在生产成本高等问题，其力学和加工性能还有待进一步提高。

大豆蛋白作为一种天然材料，包含多种功能团，如氨基、羟基、酚基、羧基等，这些活性基团可作为化学改性或交联的位点，来合成具有各种功能的聚合物。由于大豆蛋白具有产量大、成本低和可再生的优点，成为塑料领域的研究热点，但是大豆蛋白塑料具有硬度大、脆性高和流动性差的特点，不易加工，且耐水性差。

有鉴于此，提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物可降解塑料，通过将聚乳酸颗粒、大豆蛋白粉和大豆粉进行共混制备生物可降解塑料，能够降低聚乳酸塑料的生产成本，改善大豆蛋白塑料的力学性能和耐水性，该生物可降解塑料具有良好的生物降解性能、机械性能和加工性能，安全无污染，是一款综合性能较为理想的生物可降解塑料。

本发明的另一目的在于提供一种生物可降解塑料的制备方法，工艺简单，易于加工，成本低廉，具有广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种生物可降解塑料，主要由以下重量份数的原料制成：聚乳酸颗粒80-120份、大豆蛋白粉40-60份、大豆粉40-60份、水55-75份、甘油15-30份、聚乙二醇15-25份，以及任选的助剂。

进一步地，所述生物可降解塑料主要由以下重量份数的原料制成：聚乳酸颗粒90-110份、大豆蛋白粉45-55份、大豆粉45-55份、水60-70份、甘油20-25份、聚乙二醇18-22份，以及任选的助剂。

优选地，所述生物可降解塑料主要由以下重量份数的原料制成：聚乳酸颗粒100份、大豆蛋白粉50份、大豆粉50份、水65份、甘油22.5份、聚乙二醇20份，以及任选的助剂。

进一步地，所述助剂包括偶联剂、还原剂或抗菌剂中的一种或至少两种的组合。

优选地，所述助剂为偶联剂、还原剂和抗菌剂的组合，

进一步优选地，所述助剂为偶联剂6-9份、还原剂0.5-1.5份和抗菌剂0.5-1.5份。

进一步地，所述偶联剂为苯酐或马来酸酐，优选为苯酐。

进一步地，所述还原剂为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，优选为亚硫酸酸氢盐，进一步优选为亚硫酸氢钠。

进一步地，所述抗菌剂为有机抗菌剂，优选为山梨酸钾或苯甲酸钠，进一步优选为山梨酸钾。

所述生物可降解塑料主要由以下重量份数的原料制成：聚乳酸颗粒90-110份、大豆蛋白粉45-55份、大豆粉45-55份、水60-70份、甘油20-25份、聚乙二醇18-22份、苯酐7-8份、亚硫酸氢钠0.8-1.2份和山梨酸钾0.8-1.2份；

优选地，所述生物可降解塑料主要由以下重量份数的原料制成：聚乳酸颗粒100份、大豆蛋白粉50份、大豆粉50份、水65份、甘油22.5份、聚乙二醇20份、苯酐7.5份、亚硫酸氢钠1份和山梨酸钾1份。

上述生物可降解塑料的制备方法，包括以下步骤：

将各原料的混合物依次经过捏合、挤出和造粒，得到生物可降解塑料。

进一步地，先将各原料混合，待混合物温度上升至100-105℃时，保温8-15分钟后，得到各原料的混合物。