CN110922707A - 复合生物降解材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合生物降解材料及其制备方法，首先通过将线形聚酯、热塑性淀粉、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合后经反应挤出制得中间产物，然后将中间产物与聚乳酸基材复合，得到复合生物降解材料；其中，反应挤出过程中，过氧化二异丙苯引发马来酸酐同时与线形聚酯、热塑性淀粉反应，形成互穿网络结构，使制得的中间产物成为具有巨大分子自由空间的弹性体，能够大大提高聚乳酸基材的抗冲击性能。制得的复合生物降解材料具有良好的抗冲击性、生物降解性、热稳定性和耐水性。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种复合生物降解材料及其制备方法。
背景技术
传统不可降解塑料的应用在给人类生产、生活带来便利的同时，也带来了诸如污染土壤、水体、海洋等危害。随着人类环保意识的逐渐提高，对可降解环保材料的渴望越来越强烈，目前已经研发出包括聚乳酸在内的十几种可降解塑料，但均因其自身或多或少的缺陷而极大限制了其在实际生活中的应用。
其中，聚乳酸(PLLA)是一种应用前景广泛的可生物降解材料，其原料为来源十分广泛的淀粉，但其抗冲击性能差的缺陷使其应用受到大大限制，为进一步扩大PLLA的应用领域，特别是为了满足对材料抗冲击性能要求高的领域的需求，科研工作者在提高PLLA抗冲击性能方面做了许多探索和研究，目前主要通过向PLLA树脂中添加增韧剂或是增塑剂来提高其冲击性能，然而，传统的增韧剂或是增塑剂与聚乳酸的相容性差，并且增塑剂在PLLA材料的使用过程中析出，降低了聚乳酸的物理性能、机械性能和耐热性和使用寿命，还会影响聚乳酸的生物降解性，且成本高，不利于大规模应用。
发明内容
基于此，本发明提供了一种复合生物降解材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下。
本发明的一方面提供了一种复合生物降解材料的制备方法，包括如下步骤：
将线形聚酯、热塑性淀粉、马来酸酐及过氧化二异丙苯混合，得到预混料1；
将上述预混料1反应挤出，得到中间产物；
将所述中间产物、聚乳酸混合得到预混料2；
将上述预混料2熔融挤出，得到复合生物降解材料；
其中，上述线形聚酯选自聚己内酯或聚丁二酸丁二醇酯中的至少一种；
按照质量份数计，上述中间产物与所述聚乳酸的用量比为100：(12～35)。
上述的制备方法中，上述中间产物与上述聚乳酸的用量比为100：(12～20)。
上述的制备方法中，上述线形聚酯、上述热塑性淀粉、上述马来酸酐及上述过氧化二异丙苯的质量比为(60～100)：(6～15)：(0.5～1.5)：1。
上述的制备方法中，上述反应挤出采用螺杆挤出机进行，其中所述螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：95℃～115℃、110℃～135℃、130℃～155℃、140℃～160℃和155℃～165℃，机头温度为150℃～160℃。
上述的制备方法中，控制所述中间产物的粒径小于3mm。
上述的制备方法中，还包括制备上述热塑性淀粉的步骤：将酯化淀粉、甘油、1,6-己二醇、丁四醇及硬脂酸混合，得到预混料3；
将上述预混料3熔融挤出，得到上述热塑性淀粉。
上述的制备方法中，上述将酯化淀粉、甘油、1，6-己二醇、丁四醇及硬脂酸混合的条件是45℃～75℃下混合10～30分钟。
上述的制备方法中，上述酯化淀粉、上述甘油、上述1，6-己二醇、上述丁四醇及上述硬脂酸的质量比为(30～50)：(2～5)：(1～3)：(1～2)：1。
上述的制备方法中，上述预混料3的熔融挤出采用螺杆挤出机进行，其中螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：75℃～95℃、90℃～115℃、110℃～135℃、130℃～145℃和140℃～155℃，机头温度为135℃～150℃。
本发明的另一方面还提供了上述制备方法制备得到的复合生物降解材料。
有益效果
本发明的制备方法首先通过将线形聚酯、热塑性淀粉、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合后经反应挤出制得中间产物，然后将中间产物与聚乳酸基材复合，得到复合生物降解材料；其中过氧化二异丙苯为引发剂，引发马来酸酐同时与线形聚酯、热塑性淀粉反应，形成互穿网络结构，使制得的中间产物成为具有巨大分子自由空间的弹性体，当受到外力作用时，弹性体通过发生大的形变消耗应力，同时还能利用自身的变形和剪切带阻止银纹扩大和增长，避免薄弱部位出现应力集中而产生微纹，进而能够大大提高聚乳酸基材的抗冲击性能，且所用热塑性淀粉、线形聚酯均是线形高分子材料，分子链具有良好的柔顺性和韧性，可以进一步提高复合材料的力学性能。此外，线形聚酯与聚乳酸结构相似，均是线形的含酯基的可完全降解的高分子材料，将线形聚酯作为主体材料制得的中间产物与聚乳酸的相容性很好，还能使制备得到的复合生物降解材料保持优异的生物降解性。
进一步地，本发明提供的热塑性淀粉由酯化淀粉、甘油、1,6-己二醇、丁四醇及硬脂酸制得，酯化淀粉是由淀粉的羟基被无机酸或有机酸酯化而得到的产品，能改善聚乳酸的吸水性，防止产品在储存、使用过程中吸水导致降解，从而提高材料的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的一实施方式提供了一种复合生物降解材料的制备方法，包括如下步骤S1-S4。
S1、将线形聚酯、热塑性淀粉、马来酸酐及过氧化二异丙苯混合，得到预混料1。
其中，上述线形聚酯选自聚己内酯或聚丁二酸丁二醇酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，上述混合在高混机中混合。
可以理解，上述混合过程还可以在其他混合设备中进行混合，只要能够实现将物料充分混合即可。
S2、将步骤S1得到的预混料1反应挤出，得到中间产物。
在其中一个实施例中，线形聚酯、热塑性淀粉、马来酸酐及过氧化二异丙苯的质量比为(60～100)：(6～15)：(0.5～1.5)：1。
在其中一个实施例中，步骤上述反应挤出采用螺杆挤出机进行，其中螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：95℃～115℃、110℃～135℃、130℃～155℃、140℃～160℃和155℃～165℃，机头温度为150℃～160℃。进一步地，螺杆的转速为80rpm～110rpm。
在反应挤出过程中，过氧化二异丙苯的引发马来酸酐同时与聚乳酸、热塑性淀粉反应，经过逐渐升温的过程，充分反应以形成互穿网络结构，使制得的中间产物成为具有巨大分子自由空间的弹性体。
在其中一个实施例中，步骤S2还包括将中间产物破碎，将中间产物的粒径控制在小于3mm的范围内。
可理解，上述破碎可采用破碎机进行，也可以采用其它能够实现将物料破碎的设备。
S3、将步骤S2得到的中间产物、聚乳酸混合得到预混料2。
其中，按照质量份数计，上述中间产物与所述聚乳酸的用量比为100：(12～35)。
在其中一个实施例中，中间产物与聚乳酸的用量比为100：(12～20)。
在其中一个实施例中，上述混合在高混机中混合。
可以理解，上述混合过程还可以在其他混合设备中进行混合，只要能够实现将物料充分混合即可。
S4、将步骤S3得到的预混料2熔融挤出，得到复合生物降解材料。
在其中一个实施例中，预混料2的熔融挤出采用螺杆挤出机进行，其中螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：120℃～145℃、135℃～155℃、145℃～165℃、155℃～175℃和165℃～180℃，机头温度为160℃～170℃。进一步地，螺杆机的转速为90rpm～110rpm。
上述制备方法首先通过将线形聚酯、热塑性淀粉、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合后经反应挤出制得中间产物，然后将中间产物引入聚乳酸基材复合得到复合生物降解材料；其中过氧化二异丙苯为引发剂，引发马来酸酐同时与线形聚酯、热塑性淀粉反应，形成互穿网络结构，使制得的中间产物成为具有巨大分子自由空间的弹性体，当受到外力作用时，弹性体通过发生大的形变消耗应力，同时还能利用自身的变形和剪切带阻止银纹扩大和增长，避免薄弱部位出现应力集中而产出裂纹，进而能够大大提高聚乳酸基材的抗冲击性能。
其中，本发明所用热塑性淀粉、聚己内酯和聚丁二酸丁二醇酯均是线形高分子材料，分子链具有良好的柔顺性和韧性，可以进一步提高复合材料的力学性能。此外，线形聚酯与聚乳酸结构相似，均是线形的含酯基的可完全降解的高分子材料，将线形聚酯作为主体材料制得的中间产物与聚乳酸的相容性很好，还能使制备得到的复合生物降解材料保持优异的生物降解性。
在其中一个实施例中，上述制备方法还包括制备热塑性淀粉的步骤S11-S12。
S11、将酯化淀粉、甘油、1,6-己二醇、丁四醇及硬脂酸混合，得到预混料3。
在其中一个实施例中，酯化淀粉、甘油、1，6-己二醇、丁四醇及硬脂酸的质量比为(30～50)：(2～5)：(1～3)：(1～2)：1。
在其中一个实施例中，将酯化淀粉、甘油、1,6-己二醇、丁四醇及硬脂酸在45℃～75℃下混合10min～30min。
其中，酯化淀粉是由淀粉的羟基被无机酸或有机酸酯化而得到的产品，能改善聚乳酸的吸水性，防止产品在储存、使用过程中吸水导致降解，从而提高材料的使用寿命。
S12、将步骤S12得到的预混料3熔融挤出，得到热塑性淀粉。
在其中一个实施例中，预混料3的熔融挤出采用螺杆挤出机进行，其中螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：75℃～95℃、90℃～115℃、110℃～135℃、130℃～145℃和140℃～155℃，机头温度为135℃～150℃。进一步地，螺杆地转速为80rpm～120rpm。
在其中一个实施例中，步骤S12还包括将热塑性淀粉粉碎，以方便制备中间产物时跟聚丁二酸丁二醇酯、马来酸酐混合均匀。
上述热塑性淀粉由酯化淀粉、甘油、1,6-己二醇、丁四醇及硬脂酸制得，该热塑性淀粉是线形高分子，分子链具有良好的柔顺性和韧性，将通过氧化二异丙苯为引发马来酸酐同时与线形聚酯、热塑性淀粉反应得到的中间产物引入聚乳酸，可以大大提高聚乳酸基材的抗冲击性，同时可以进一步提高材料的力学性能，还能改善聚乳酸的吸水性，防止产品在储存、使用过程中吸水导致材料性能下降，从而提高材料的使用寿命，制得的复合生物降解材料还保持优异的生物降解性。
可以理解，上述热塑性淀粉也可为市售的热塑性淀粉。
本发明的一实施方式还提供上述制备方法制备得到的复合生物降解材料。
该复合生物降解材料具有优异的抗冲击性能、热稳定性、韧性和耐水性，且保持优异的生物降解性。
下面将结合具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于下述实施例，应当理解，所附权利要求概括了本发明的范围，在本发明构思的引导下本领域的技术人员应意识到，对本发明的各实施例所进行的一定的改变，都将被本发明的权利要求书的精神和范围所覆盖。
具体实施例
这里按照本发明的复合生物降解材料及其制备方法举例，但本发明并不局限于下述实施例。
实施例1～7和对比例1～3复合生物降解材料的制备步骤如下：
1)将80g酯化淀粉、10g甘油、5g1，6-己二醇、3g丁四醇及2g硬脂酸在50℃的高混机中混合10分钟，得到预混物，在步骤2)中备用。
2)将预混物经双螺杆挤出机反应挤出，(双螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：90℃、110℃、130℃、140℃、150℃、机头145℃，双螺杆挤出机的转速为110rpm)，得到热塑性淀粉，将热塑性淀粉在粉碎机中粉碎得到粉状的热塑性淀粉，在步骤3)备用。
3)、按照表1称取热塑性聚酯、热塑性淀粉、马来酸酐和过氧化二异丙苯，加入高混机中混合，得预混料，在步骤4)备用。
4)、将预混料经双螺杆挤出机反应挤出，(双螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区150℃、五区155℃、机头150℃，双螺杆挤出机的转速为110rpm)，得到改性剂，将弹性体在粉碎机中粉碎，控制弹性体的尺寸小于2mm，在步骤4)备用。
5)、按照表2称取聚乳酸和中间产物，加入高混机中混合，得初混料，在步骤5)备用。
6)、将初混料经双螺杆挤出机熔融挤出(双螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：一区125℃、二区145℃、三区155℃、四区165℃、五区175℃、机头170℃，双螺杆挤出机的转速为100rpm)，得到复合生物降解材料。
表1
表2
| 原料(g) | 中间产物 | 聚乳酸 |
| 实施例1 | 12 | 100 |
| 实施例2 | 15 | 100 |
| 实施例3 | 25 | 100 |
| 实施例4 | 33 | 100 |
| 实施例5 | 17 | 100 |
| 实施例6 | 20 | 100 |
| 实施例7 | 35 | 100 |
| 对比例1 | 15 | 100 |
| 对比例2 | 38 | 100 |
实施例8
实施例8与实施例2基本相同，不同之处在于将实施例2中步骤1)中的酯化淀粉换成未酯化的淀粉。
性能测试
1)、对实施例1～8与对比例1～2制得的复合生物降解材料及原料聚乳酸进行抗冲击性能测试：按照标准GB1943-2007执行，结果如表3所示。
2)对实施例1～8与对比例1～2制得的复合生物降解材料及原料聚乳酸的拉伸强度进行测试：按照标准GB1040-92执行，结果如表3所示。
3)、对实施例1～8与对比例1～2制得的复合生物降解材料及原料聚乳酸的生物降解性进行测试：按照标准GB/T19277执行，结果如表3所示。
4)对实施例1～8与对比例1～2制得的复合生物降解材料及原料聚乳酸的吸水性能进行测试：按照标准GB/T 1034-1998执行，结果如表3所示。
表3
由表3的结果可以看出，实施例1～8的复合生物降解材料的抗冲击强度大于对比例1～2的复合材料，说明实施例1～8的复合生物降解材料的抗冲击性能优异，同时实施例1～7的复合生物降解材料兼具优异的热稳定性与韧性，还能能保持良好的生物降解性，并且相对于实施例8中利用未酯化的淀粉制备得到热塑性淀粉进而制得的复合生物降解材料相比，实施例1～7的复合生物降解材料吸水率更低，能避免产品在储存、使用过程中吸水导致降解，从而提高材料的使用寿命长。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种复合生物降解材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将线形聚酯、热塑性淀粉、马来酸酐及过氧化二异丙苯混合，得到预混料1；
将所述预混料1反应挤出，得到中间产物；
将所述中间产物、聚乳酸混合得到预混料2；
将所述预混料2熔融挤出，得到复合生物降解材料；
其中，所述线形聚酯选自聚己内酯或聚丁二酸丁二醇酯中的至少一种；
按照质量份数计，所述中间产物与所述聚乳酸的用量比为100：(12～35)。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中间产物与所述聚乳酸的用量比为100：(12～20)。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述线形聚酯、所述热塑性淀粉、所述马来酸酐及所述过氧化二异丙苯的质量比为(60～100)：(6～15)：(0.5～1.5)：1。
4.如权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述反应挤出采用螺杆挤出机进行，其中所述螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：95℃～115℃、110℃～135℃、130℃～155℃、140℃～160℃和155℃～165℃，机头温度为150℃～160℃。
5.如权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，控制所述中间产物的粒径小于3mm。
6.如权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括制备所述热塑性淀粉的步骤：将酯化淀粉、甘油、1,6-己二醇、丁四醇及硬脂酸混合，得到预混料3；
将所述预混料3熔融挤出，得到所述热塑性淀粉。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述将酯化淀粉、甘油、1，6-己二醇、丁四醇及硬脂酸混合的条件是45℃～75℃下混合10～30分钟。
8.如权利要求6所述的制备方法，所述酯化淀粉、所述甘油、所述1，6-己二醇、所述丁四醇及所述硬脂酸的质量比为(30～50)：(2～5)：(1～3)：(1～2)：1。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述预混料3的熔融挤出采用螺杆挤出机进行，其中所述螺杆挤出机的温度按照物料前进方向依次为：75℃～95℃、90℃～115℃、110℃～135℃、130℃～145℃和140℃～155℃，机头温度为135℃～150℃。
10.如权利要求1至9任一项所述的制备方法制备得到的复合生物降解材料。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104861599A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-08-26 | 常州龙骏天纯环保科技有限公司 | 一种可降解聚乳酸复合物及其制备方法 |
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104861599A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-08-26 | 常州龙骏天纯环保科技有限公司 | 一种可降解聚乳酸复合物及其制备方法 |
| CN109486083A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-19 | 吉林中粮生化有限公司 | 一种可生物降解共混薄膜及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 左迎峰等: "干法酯化淀粉/聚乳酸复合材料——混合比例对性能的影响", 《高分子材料科学与工程》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114014987A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-02-08 | 北京大学深圳研究院 | 一种可降解复合生物高分子材料及其制备方法 |
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