[发明专利]一种全降解仿真材料及其制备方法

说明书

本发明涉及仿真材料技术领域，具体涉及一种全降解仿真材料及其制备方法，全降解仿真材料包括PBAT、植物纤维粉、矿物粉、生物降解促进剂、润滑剂和抗氧剂。本发明以PBAT为基体树脂，以矿物粉为主要改性填充物，植物纤维粉为次要改性填充物，有效提高仿真材料的拉伸性能和抗冲击性能，并且加入生物降解促进剂后，可以提高仿真材料的可降解性，在自然降解的情况下，最终生成二氧化碳和水，参与植物的光合作用，不仅对环境无污染，而且可以达到全降解的效果，1年的降解残重率可以降低至13.4％以下。

技术领域

本发明涉及仿真材料技术领域，具体涉及一种全降解仿真材料及其制备方法。

背景技术

世界范围内的环境恶化、资源缺乏等问题日益突出，生态固体废弃物对环境的污染以及所造成的资源浪费问题日益严重。随着经济发展和人民生活水平的不断提高，固体废弃物的排放量激增。据估算，全球每年新增固体废弃物约100亿吨，人均2吨。日益增长的固体废弃物给人类生存环境带来了极大的挑战，已成为环境污染的主要因素之一。

PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性，是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。

为了改善PBAT的力学性能，共混改性是常见的方法。在PBAT的共混研究中，纤维素是常见改性材料之一。纤维素来源广泛，价格低廉，因此纤维素基复合材料价格较低。但纤维素由于是一种多羟基化合物，具有一定的吸水性，与疏水性的PBAT容易出现不相容的现象，反而导致力学性能的降低，而使用偶联剂改性处理又会导致成本的大大提供，不利于工业化生产。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种机械性能好、降解速度快和具有优良加工性的仿真材料，本发明的另一目的在于提供该仿真材料的制备方法，可以实现各物料的均匀分散，避免应力集中现象发生，制得的仿真材料具有优异性能。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种全降解仿真材料，包括如下重量份的原料：

所述基体树脂由0～15重量份PLA、55～80重量份PBAT和0～10重量份的PCL组成。

本发明以PBAT为基体树脂，以矿物粉为主要改性填充物，植物纤维粉为次要改性填充物，有效提高仿真材料的拉伸性能和抗冲击性能，并且加入生物降解促进剂后，可以提高仿真材料的可降解性，在自然降解的情况下，最终生成二氧化碳和水，参与植物的光合作用，不仅对环境无污染，而且可以达到全降解的效果，1年的降解残重率可以降低至13.4％以下。

其中，所述PLA的熔融指数为8～10g/min，测试条件为210℃/2.16kg，重均分子量在20000～80000，玻璃化转变温度为60～65℃，结晶温度155～160℃。

一般而言，在PBAT中加入PLA可以适当提高PBAT的刚性，但本发明选用的PLA具有较好的加工流动性和韧性，加入至PBAT中可以提高PBAT的断裂伸长率和缺口冲击强度，并且仍然保有良好的生物降解性。

其中，所述PBAT的熔融指数为3～6g/min，测试条件为190℃/2.16kg，重均分子量在30000～100000，维卡软化点为75～85℃，热变形温度为40～50℃。

本发明选用的PBAT的熔融指数在3g/min以上，具有较好的加工流动性，而重均分子量在30000以上，PBAT的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率等力学性质均有较好的表现，与PLA和PCL具有较好的相容性，并且适当粒径的植物纤维粉和矿物粉也能在PBAT中具有较好的分散性。