[发明专利]一种周期可控的全生物降解材料

说明书

本发明公开了一种周期可控的全生物降解材料，包括以下重量份原料：40‑60份聚乳酸、20‑30份复合聚乳酸、20‑30份己二酸‑对苯二甲酸‑丁二酯共聚物、10‑20份聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯、10‑16份甲基丙烯酸缩水甘油酯、6‑8份过氧化二异丙苯、6‑8份成核剂、5‑10份抗氧剂。该周期可控的全生物降解材料，通过己二酸‑对苯二甲酸‑丁二酯共聚物的分子链中含有柔韧的脂肪链和刚性的芳香基团，通过熔融共混的方式，得到复合聚乳酸，利用在降解材料中添加复合聚乳酸，进而可以有效的提高降解材料的力学性能；通过控制成核剂的使用量，可以对降解材料的降解周期进行方便的控制。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种周期可控的全生物降解材料。

背景技术

生物降解材料是指一定时间内在自然界微生物作用下能够分解为小分子化合物的材料，以无毒形式重新进入生态环境中，故又被称为“绿色塑料”。具体降解过程包括：真菌、细菌等微生物通过向体外分泌水解酶以附着在材料表面上；在水解酶作用下，通过某种呼吸作用或化学反应(氧化、降解)将材料表面的高分子链切断，形成小分子化合物，便于被微生物吸收；最后，微生物将小分子化合物摄入体内，最终以二氧化碳、水等形式释放到空气中。

目前的环境污染问题和能源短缺问题日益严重，对于生物降解材料的应用越来越重视，聚乳酸作为目前应用最多的可生物降解材料之一，但是聚乳酸存在脆性高，断裂伸长率低的问题，并且对于聚乳酸制备的可生物降解材料在降解周期上无法起到有效控制；

参考中国专利公开号CN112280258A中提出了一种降解周期可控全生物降解地膜及其制备方法，制备所述地膜的原料包括如下重量份数的组分：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40-60份、高结晶度聚乳酸5-20份、聚丁二酸丁二醇酯5-15份、改性聚酰胺-胺2-10份、脂肪族多元醇2-6份、无机填料5-20份、相容剂1-5份、分散剂1-2.5份、抗氧剂0.1-2份、紫外线吸收剂0.1-5份、光稳定剂0.1-3份和助剂0-0.5份。通过控制改性聚酰胺-胺的用量可以调节生物降解地膜的降解速率，结合其他助剂可以进一步调整地膜降解周期；但是在对于生物降解材料的热性能和流变性能以及力学性能上无法满足市场要求，为解决以上问题，本领域技术人员提出了一种周期可控的全生物降解材料。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种周期可控的全生物降解材料，解决了目前的环境污染问题和能源短缺问题日益严重，对于生物降解材料的应用越来越重视，聚乳酸作为目前应用最多的可生物降解材料之一，但是聚乳酸存在脆性高，断裂伸长率低的问题，并且对于聚乳酸制备的可生物降解材料在降解周期上无法起到有效控制的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种周期可控的全生物降解材料，包括以下重量份原料：40-60份聚乳酸、20-30份复合聚乳酸、20-30份己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物、10-20份聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯、10-16份甲基丙烯酸缩水甘油酯、6-8份过氧化二异丙苯、6-8份成核剂、5-10份抗氧剂；

该全生物降解材料由如下步骤制备：

步骤一、将原料聚乳酸、复合聚乳酸、己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯一起放入电热恒温鼓风干燥箱的内部，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70-80℃，干燥时间为4-5h，接着将干燥后的原料投入高速搅拌机中，设置高速搅拌机的转速为3000-3500r/min，搅拌时间为30-50min，得到混合均匀的产物a；

步骤二、将产物a自然冷却至常温后，将产物a投入哈普转矩流变仪中，同时向哈普转矩流变仪中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯、成核剂和抗氧剂进行密炼处理，设置哈普转矩流变仪的转速为50-60r/min，混炼时间为5-7min，得到产物b；