[发明专利]一种生物可降解PHA/PLA共混薄膜的制备方法

说明书

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种生物可降解PHA/PLA共混薄膜的制备方法，该PHA/PLA共混薄膜包括以下重量份数的原料：PLA 50‑74份、PHA 20‑40份、增容剂3‑8份、壳聚糖2‑6份，并经双螺杆挤出机加工成型。本发明的PHA/PLA共混薄膜通过配方设计，有效改善现有PHA/PLA共混薄膜存在加工困难、力学性能差等不足。兼顾综合性能，解决了问题的同时，具有高阻隔性、热稳定性和抗菌性等性能。可以预见，该材料将在高分子膜材料迎来广阔的市场前景，尤其适用食品、医疗等领域。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种生物可降解PHA/PLA共混薄膜的制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种以玉米、甜菜等完全可再生资源为原料，通过化学合成的方法制备的具有生物降解性和生物相容性的脂肪族聚酯。PLA在环境中最终的降解产物是二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)，不会污染环境，因此PLA目前是研究最为广泛的生物降解材料。

天然高分子生物材料聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由很多微生物合成的一种细胞内聚酯，同时具有良好的生物相容性、生物降解性和塑料的热加工性能，由于分子结构中具有较长的脂肪链，因而其韧性较PLA优异。

PLA的初始模量高、热稳定性好，将PHA与PLA共混，不仅可以改善PHA的性能，还保证了其复合材料的可降解性。通过对PLA进行共混、共聚、增塑等改性以提高其力学性能、韧性及可降解性能是业界通常采用的方法。

但是对于PHA而言，重要的是需要提高PHA晶核密度，或改善PHA异相成核的能力，从而抑制大球晶的生长，甚至改变PHA及其共混物的结晶类型以提高加工效率。且PHA与PLA的相容性差，影响复合材料包括力学性能在内的各项性能。

为解决由上述复合材料存在的加工困难、力学性能差的问题，急需开发出一种生物可降解PHA/PLA共混薄膜的制备方法，在解决上述问题的同时，提高其综合性能。这项工作就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中PHA/PLA共混薄膜加工困难、力学性能差的缺陷，提供了一种生物可降解PHA/PLA共混薄膜的制备方法。通过配方设计，解决了问题的同时，兼具抗菌性能，可完全生物降解。可以预见，该材料将在高分子膜材料迎来广阔的市场前景，尤其适用食品、医疗等领域。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种生物可降解PHA/PLA共混薄膜，包括以下重量份数的原料：

PLA 50-74份；

PHA 20-40份；

增容剂3-8份；

壳聚糖2-6份。

作为优选，所述PLA的重均分子量为5-25万。

作为优选，所述PHA为3-羟基丁酸酯与4-羟基丁酸酯的共聚物、羟基己酸酯与3-羟基丁酸酯的共聚物、羟基辛酸酯与3-羟基丁酸酯的共聚物、羟基十二酸酯与3-羟基丁酸酯的共聚物中的一种或多种。

作为优选，所述增容剂是通过如下方法制备：

(1)将1-5g氮化硼分散在1L氢氧化钾溶液中，放入超声波并在160-200℃的反应釜中反应6-24h，制备羟基化氮化硼水溶液；将羟基化氮化硼水溶液置于去离子水中透析2-4d，然后用液氮冷冻，置于冷冻干燥机中干燥2-5d，得到干燥的羟基化氮化硼产物I；

(2)将1mol I、1mol溴代一元酸分散于50mol DMSO中，加入1-2wt％钛酸四丁酯，搅拌升温至120-140℃下反应，计算分水的质量为反应终点；然后降温，过滤，洗涤、干燥，得到目标产物II；