[发明专利]一种高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料及其制备方法。本发明提供的高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料包括以下组分：竹粉10～15份、丁二酸8～15份、PBAT30～55份、聚乳酸12～18份、无机粉体助剂15～25份、稳定剂0.5～2份等。通过纤维素、PLA与PBAT大分子链上的基团在生物酶催化作用下活化，再在高温熔融状态下发生交联，充分利用PBAT分子链段良好的柔软性和延展性提高复合材料的韧性和抗冲击性能。本发明制备的高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料安全环保、易降解，可用于生产农用地膜，背心袋，购物袋，平口袋，食品包装袋，以及刀叉勺、杯盖、吸管、餐碗、餐盒等一次性餐具产品。

技术领域

本发明涉及生物降解新材料技术领域，特别涉及一种高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)作为一种可降解、可再生的聚合物，具有优异的生物相容性和高强度、高模量的力学性能。但是聚乳酸韧性较差，抗冲击和抗撕裂能力差，且成本高，与普通石油基塑料相比没有优势，造成其大范围的推广应用受到限制。将生物质原料如竹粉、木粉，与聚乳酸进行复合制备聚乳酸生物基降解塑料是目前流行的改性处理方法。该方法可在一定程度上降低原料成本，但是采用该方法制备的聚乳酸生物基降解塑料中聚乳酸含量仍然较高。

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是一种兼具硬段与软段的热塑性弹性体聚合物，拥有较长的脂肪族柔性链与芳环构成的刚性侧基，结合了聚丙酸丁酯(PBA)与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的性能，链段具有良好的柔软性和延展性，是PLA增韧的良好候选物。利用PBAT和PLA熔融共混是改善PLA脆性、提升PLA加工性能的有效途径。但是为了提高PBAT和PLA的相容性，在制备过程中均不可避免的添加增塑剂、增容剂、偶联剂等物质，从而引入高分子聚合物，影响材料本身的环保性和安全性。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料及其制备方法，旨在提高聚乳酸生物降解材料的环保性和安全性，并降低生产成本的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料，按质量份数计，所述生物降解塑料包括以下组分：

优选的，所述无机粉体助剂包括：钛白粉、滑石粉中的至少一种。

优选地，所述钛白粉与所述滑石粉与的添加比例为1:2～3，所述滑石粉为超细滑石粉，所述超细滑石粉的粒径为5000～7000目，所述钛白粉为纳米级钛白粉。

滑石粉是一种层状的硅酸盐类成核剂，其典型的层状结构有利于PLA分子链的排列，改善结晶性能。

优选地，所述稳定剂包括：环氧大豆油、甘油中的至少一种。

环氧大豆油可与PBAT在生物降解酶的作用下引发双键交联反应形成低聚物，降低PLA与PBAT两相界面的张力，提高界面粘合力。

优选地，按质量份数计，所述甘油的添加量为0.3～0.7份。

优选地，所述甘油与所述环氧大豆油的添加比例为1:1～1.5。

优选地，所述生物酶包括：裂解酶、葡萄糖异构酶、连接酶中的一种或多种。

为实现上述目的，本发明还提出一种高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将竹粉投入高速研磨机内进行研磨至粒径为5000～7000目，生物酶、无机粉体助剂投入高速研磨机中混合均匀，得到混合物料A；

(2)将混合物料A直接转移至捏合混炼机，依次加入聚乳酸、丁二酸、稳定剂进行混炼，混炼时间为5～8h，混炼温度为90～105℃；