[发明专利]高强度可生物降解纳米塑料及其制备方法

权利要求书

1.高强度可生物降解纳米塑料，其特征在于，由以下重量份原料制成：50-75份改性聚乳酸，50-70份改性淀粉纳米纤维，15-35份偶联剂，15-20份增塑剂，15-20份抗氧剂，15-25份聚丙烯酸，100-150份乙酸乙酯，75-100份无水乙醇；

该高强度可生物降解纳米塑料由如下方法制成：

步骤S1、将改性聚乳酸加入装有乙酸乙酯的烧杯中，60℃水浴加热，匀速搅拌45min，之后加入聚丙烯酸，倒入搅拌装置中，搅拌30min后静置1h，作A液备用；

步骤S2、将改性淀粉纳米纤维加入装有无水乙醇的烧杯中，磁力搅拌1h后向烧杯中加入偶联剂，磁力搅拌15min，作B液；

步骤S3、将B液加入到A液中，加入抗氧剂，75℃水浴加热下磁力搅拌50min，超声震荡15min后转移至反应釜中，反应釜压力升至1.3-1.8MPa，升温至85℃，在此温度下反应4h，得到混合胶体；

步骤S4、将制备的混合胶体转移至烧杯中，置于真空度-0.09MPa，温度为100℃的真空干燥箱中干燥8h，得到固体薄膜，将固体薄膜置于10000r/min的粉碎机中粉碎，得到粒径为7-80μm的固体粉末；

步骤S5、将固体粉末和增塑剂混合后加入模具中进行热压，控制压力为50-80MPa，温度为120℃，热压20min后静置1h，制得所述高强度可生物降解纳米塑料；

所述改性聚乳酸由如下方法制成：

（1）将35mL乳酸、80mL二辛醚和5g氯化亚锡加入三口烧瓶中，将精馏塔塔头置于三口烧瓶上，升温至80℃，反应5h后升温至120℃，反应15h，之后将蒸出的溶剂加入装有100mL正己烷的烧杯中，得到粘状固态聚乳酸；

（2）将固态聚乳酸加入200mL无水乙醇中，匀速搅拌30min后升温，待固态聚乳酸恰好完全溶解后趁热过滤，将滤液静置2h后，再次过滤，将聚乳酸放置在烧杯中，置于40℃真空干燥箱中干燥10h；

（3）将5g甘氨酸和100mL10%的氢氧化钠溶液加入三口烧瓶中，用冰水浴冷却30min，将10g二氯乙烯加入装有50mL丙三醇的烧杯中，匀速搅拌10min，待完全溶解后将烧杯中的液体加入三口烧瓶中，反应2h，用10%稀盐酸调节混合溶液的pH直至pH=4；用丁酸乙酯对混合溶液进行多次萃取，合并提取液，用无水乙醇洗涤三次后用丁酸乙酯进行重结晶，之后置于50℃真空干燥箱中干燥6h，制得氯乙酰基甘氨酸；

（4）取15g干燥后的聚乳酸和50g氯乙酰基甘氨酸置于聚合瓶中，加入100mL无水乙醇，将聚合瓶放入干燥箱中，通入氮气，升温至60℃,保温5h后加入3g二月桂酸二丁基锡，反应2h后抽滤，制得所述改性聚乳酸；

所述改性淀粉纳米纤维由如下方法制成：

（1）将50g淀粉加入150mL去离子水中，70℃水浴加热，匀速搅拌直至液体呈糊状，继续磁力搅拌3h，搅拌完成后静置30min，通入氮气，加入20mL10%二甲基亚砜，匀速搅拌10min，滴加10%稀盐酸直至混合液pH=5，反应2h，制得淀粉纺丝液，将淀粉纺丝液用板式过滤机过滤三次；

（2）将过滤后的淀粉纺丝液放入真空度为-0.1MPa的真空脱泡机中进行脱泡，脱泡后通过纺织机的喷丝头将纺丝液纺入二甲基亚砜水溶液中，30℃下凝固成型，制得初生丝，初生丝在65℃水浴中预牵伸30min后，经过水洗、烘干、预定型、卷绕制得淀粉纳米原丝，将淀粉纳米原丝加入装有去离子水的烧杯中，之后加入硫酸钾，待凝固后制得淀粉纳米纤维；

（3）取20g淀粉纳米纤维加入三口烧瓶中，加入100mL无水乙醇，50℃水浴搅拌1h，后静置50min，加入0.3g三聚氰酸后转移至冰水浴中反应1h，升温至70℃，在此温度下反应5h后，将烧杯放入80℃干燥箱内干燥24h，制得所述改性淀粉纳米纤维。