[发明专利]一种生物可降解塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物可降解塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、乙烯基改性木质素，步骤S2、顺丁烯二酸/端羟基聚乳酸缩聚物的制备，步骤S3、塑料成型。本发明还提供了一种根据所述生物可降解塑料的制备方法制备得到的生物可降解塑料。本发明公开的生物可降解塑料机械力学性能和加工流动性较好，使用寿命较长，耐老化性能、性能稳定性和生物可降解能力强。

技术领域

本发明涉及一种高分子材料技术领域，尤其涉及一种生物可降解塑料及其制备方法。

背景技术

随着工业时代的不断发展，以聚乙烯、聚氯乙烯为代表的塑料制品如雨后春笋般涌入了人们的生活，因其质量轻、强度高、化学性能稳定及廉价等优点，被广泛应用于工业、农业以及人民生活的各个领域，并与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物，产生白色污染，尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等的广泛使用，使大量的固体废弃物留在公共场所和海洋中，或残留在耕地的土层中，这些固体废弃物在自然条件下难以分解，造成长期的，深层次的生态环境问题，严重污染人类的生存环境，成为世界性的公害。

由于人类对塑料制品越来越依赖，直接结果就是导致白色污染对环境破坏日益加重，各国政府也越来越重视废旧塑料制品造成的各种环境问题，为了保护我们人类的居住生活的环境，绿色和低碳经济是当今世界发展的主题，生物基和生物可降解塑料替代化石基(石油和煤炭等)塑料的趋势不可逆转。然而，现有的可降解塑料存在诸多亟待解决的技术问题，如生物基材料直接与塑料共混制备而成的可降解塑料成本高，降解不完全，降解不可控；市面上的可降解塑料为了达到较高的降解率，通常添加大量的生物质材料，导致其机械力学性能和加工流动性较差，使用寿命较短，耐老化性能、性能稳定性和降解能力有待进一步提高。

例如，申请号为201210404923.4的中国发明专利公开了一种可降解塑料及其制备方法，塑料是由超细化淀粉、超细化植物粉、合成降解树脂、合成树脂、增塑剂、助氧化剂、增容剂、润滑剂、光敏剂、热敏剂、降解控制剂组成，具有降解彻底，降解速度快的特点，但是由于超细化淀粉、超细化植物粉的比例较大，制作成本相对较大，且成品的稳定性较差。

因此，开发一种机械力学性能和加工流动性较好，使用寿命较长，耐老化性能、性能稳定性和生物可降解能力强的生物可降解塑料符合市场需求，具有较高的市场价值和应用前景，对有效控制白色污染起着至关重要的作用。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种生物可降解塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、乙烯基改性木质素：将木质素加入到有机溶剂中搅拌均匀后，再加入无水吡啶，冰水混合物中搅拌均匀，后保持温度在0-10℃，逐滴加入丙烯酰氯，1-2小时内滴完，后在30-40℃下搅拌反应2-4小时，后旋蒸除去溶剂，并用乙醇洗涤3-6次，最后旋蒸除去乙醇，得到乙烯基改性木质素；

步骤S2、顺丁烯二酸/端羟基聚乳酸缩聚物的制备：将顺丁烯二酸、端羟基聚乳酸、催化剂、阻聚剂加入到高沸点溶剂中，得到反应液，然后将反应液转移到反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，后在温度为90-110℃，压力为30-50KPa下搅拌酯化反应1-2小时，然后将温度升高到150-170℃进行预缩聚反应，预缩聚阶段反应压力为20-40kPa，反应时间为2-4h；然后缓慢抽真空，调节反应压力为20-50Pa，温度为160-180℃，反应时间为6-8h，反应结束后，冷却至室温，在水中沉出，后用乙醚洗涤产物3-6次，最后旋蒸除去残留的乙醚，得到顺丁烯二酸/端羟基聚乳酸缩聚物；

步骤S3、塑料成型：将经过步骤S1制成的乙烯基改性木质素、经过步骤S2制成的顺丁烯二酸/端羟基聚乳酸缩聚物、含双键的酯化淀粉、生物质纤维、偶联剂、引发剂、双(2-甲基烯丙基)碳酸酯、2-三甲基硅氧基-4-烯丙氧基二苯基酮混合均匀后得到混合物料，然后将混合物料投入注塑机中注塑成型，得到生物可降解塑料。