含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料及其制备方法，其复合材料按重量份包括以下成分：70‑80份PLA、10‑15份PBAT、15‑25份经过偶联处理的玉米淀粉、0.2‑0.6份DCP和1‑3份BPO。本发明专利技术的含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料，DCP与BPO协同作用，使得PBAT与PLA的相容性增加；采用经过偶联处理的玉米淀粉可以增强淀粉与PLA的相容性；本发明专利技术的复合材料在最优配比下冲击强度可以达到7KJ/m

PLA/PBAT Biodegradable Composite Containing Corn Starch and Its Preparation Method

The invention discloses a PLA/PBAT biodegradable composite material containing corn starch and a preparation method thereof. The composite material comprises the following components by weight: 70 to 80 PLA, 10 to 15 PBAT, 15 to 25 corn starch after coupling treatment, 0.2 to 0.6 DCP and 1 to 3 BPO. The PLA/PBAT biodegradable composite material containing corn starch in the invention has the synergistic effect of DCP and BPO, which increases the compatibility of PBAT and PLA; the compatibility of starch and PLA can be enhanced by using corn starch after coupling treatment; and the impact strength of the composite material of the invention can reach 7KJ/m at the optimum ratio.

【技术实现步骤摘要】
含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料及其制备方法
本专利技术涉及可生物降解材料领域，特别涉及一种含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料及其制备方法。
技术介绍
当前，高分子材料的生产发展及需求规模迅猛增长，消费领域不断扩大，塑料逐渐取代各类材料，在我们生活的各方各面发挥重要作用，“以塑代钢，以塑代木”更是成大趋势。传统高分子材料以不可再生的化石资源为原料，生产过程中产生大量二氧化碳气体，加剧温室效应；使用后在自然环境中难以降解消失造成严重的“白色污染”，影响市容市貌；简单焚烧处理会产生大量有害物质直接危害生态系统。因此，开发制造可替代石油基聚合物的环境友好型可生物降解高分子材料在全球变暖和石油资源储备减少的今天，具有相当大的经济及环境价值。聚乳酸（PLA）是可生物降解的生物基脂肪族聚酯，衍生自可再生来源，如马铃薯、甘蔗和玉米。PLA是唯一透明的可生物降解材料，且有良好的气体阻隔性能；与羟基脂肪酸酯（PHA）、聚乙二醇（PEG）等生物材料相比，PLA有更好的热加工性能，可用多种成型加工方式；PLA力学性能突出，与通用塑料聚苯乙烯（PS）相似；PLA对生物体无毒害作用；使用后在自然环境中一段时间内经微生物作用完全分解生成的二氧化碳和水又可被其原料来源作物（玉米、土豆等）光合作用过程吸收，维持地球上碳循环的平衡。因此，PLA的开发符合绿色化学和工程原理，一方面在工农业、生物医学和包装等领域有广阔的应用前景，另一方面最小化源头污染和对人类健康和环境产生的风险，同时减缓石油资源的压力，增强全球材料的可持续性。PLA在，在包装领域应用前景广阔，但是在室温下模量高但脆性大的缺陷导致PLA制品在使用过程中易发生断裂现象，严格阻碍了PLA取代传统聚合物的步伐，因此对PLA进行增韧改性成为必然。聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是柔韧性良好的脂肪族芳香族共聚酯，具有良好的生物降解性。PBAT加工性能优良，可进行吹制加工和挤出涂覆，常用于增韧改性聚乳酸，以期得到成型加工性能更好柔韧性更佳的PLA/PBAT全生物降解复合材料，扩展PLA在包装行业的应用。但是PLA与PBAT两相仅部分相容，直接将PLA与PBAT共混，只能在一定程度上提高韧性。此外，PLA的价格偏高也限制了其使用的推广。因此，可以采用玉米淀粉进行填充，但是由于淀粉羟基含量高所以极性高，直接与聚乳酸共混后两相结合力低，导致复合材料强度低。因此，有必要对现有技术进行改进以解决上述技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料及其制备方法，可以增强PLA与PBAT的相容性，并且在降低成本的同时增强玉米淀粉与PLA的相容性。具体而言通过以下技术方案实现：本专利技术的含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料，按重量份包括以下成分：70-80份PLA、10-15份PBAT、15-25份经过偶联处理的玉米淀粉、0.2-0.6份DCP和1-3份BPO。进一步，按重量份包括以下成分：75份PLA、12份PBAT、20份经过偶联处理的玉米淀粉、0.4份DCP和2份BPO。进一步，所述玉米淀粉采用铝锆复合偶联剂对玉米淀粉进行偶联处理。进一步，所述铝锆复合偶联剂占玉米淀粉的质量百分比为1-3。进一步，所述铝锆复合偶联剂占玉米淀粉的质量百分比为2。进一步，所述PLA/PBAT可生物降解复合材料经过10min的80-120℃的退火处理。进一步，所述PLA/PBAT可生物降解复合材料经过10min的100℃的退火处理。本专利技术还公开了一种制备上述的含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料的方法，包括以下步骤：先将PLA及PBAT于60℃烘箱中干燥8h，玉米淀粉于105℃烘箱中干燥1.5h后进行偶联处理，再将PLA、PBAT、偶联处理后的玉米淀粉、DCP及BPO按比例混合，造粒后经过退火处理。本专利技术的有益效果：本专利技术的含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料，DCP与BPO协同作用，使得PBAT与PLA的相容性增加；采用经过偶联处理的玉米淀粉可以增强淀粉与PLA的相容性；本专利技术的复合材料在最优配比下冲击强度可以达到7KJ/m2；本专利技术的其他有益效果将结合下文具体实施例中进行进一步的说明。具体实施方式本专利技术的含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料，按重量份包括以下成分：70-80份PLA、10-15份PBAT、15-25份经过偶联处理的玉米淀粉、0.2-0.6份DCP和1-3份BPO。其中PLA是指聚乳酸，PBAT是指聚己二酸对苯二甲酸丁二酯，DCP是指过氧化二异丙苯，BPO是指过氧化二苯甲酰。本实施例中，按重量份包括以下成分：75份PLA、12份PBAT、20份经过偶联处理的玉米淀粉、0.4份DCP和2份BPO。此比例下性能更优。本实施例中，所述玉米淀粉采用铝锆复合偶联剂对玉米淀粉进行偶联处理。当然也可以采用铝酸酯偶联剂等其他偶联剂进行偶联处理，经实验验证，改性效果稍差。本实施例中，所述铝锆复合偶联剂占玉米淀粉的质量百分比为1-3。本实施例中，所述铝锆复合偶联剂占玉米淀粉的质量百分比为2。本实施例中，所述PLA/PBAT可生物降解复合材料经过10min的80-120℃的退火处理。经过测量，未经过退火处理的复合材料根据配比的不同维卡软化点在60℃附近上下波动，但是经过退火处理维卡软化点提高，经过80-120℃退火处理维卡软化点提高显著。本实施例中，所述PLA/PBAT可生物降解复合材料经过10min的100℃的退火处理。经过试验，退火处理的温度在80-120℃时，维卡软化点较高，最高点在100℃，维卡软化点可以达到83℃。本专利技术还公开了一种制备上述的含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料的方法，包括以下步骤：先将PLA及PBAT于60℃烘箱中干燥8h，玉米淀粉于105℃烘箱中干燥1.5h后进行偶联处理，再将PLA、PBAT、偶联处理后的玉米淀粉、DCP及BPO按比例混合，造粒后经过退火处理。下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步说明：实施例1：先将70份PLA及10份PBAT于60℃烘箱中干燥8h，15份玉米淀粉于105℃烘箱中干燥1.5h后用铝锆复合偶联剂进行偶联处理，再将PLA、PBAT、偶联处理后的玉米淀粉、0.2份DCP及1份BPO按比例混合，造粒后经过10min的0℃退火处理。参照GB/T1634.2-2004的标准使用简支梁冲击试验机对缺口深度为2mm的冲击试样进行缺口冲击强度的测定，其冲击强度为6KJ/m2。其中铝锆复合偶联剂占玉米淀粉的质量百分比为1，将铝锆复合偶联剂等质量替换为铝酸酯偶联剂，冲击强度下降为5.1KJ/m2。实施例2：先将75份PLA及12份PBAT于60℃烘箱中干燥8h，20份玉米淀粉于105℃烘箱中干燥1.5h后用铝锆复合偶联剂进行偶联处理，再将PLA、PBAT、偶联处理后的玉米淀粉、0.4份DCP及2份BPO按比例混合，造粒后经过10min的0℃退火处理。参照GB/T1634.2-2004的标准使用简支梁冲击试验机对缺口深度为2mm的冲击试样进行缺口冲击强度的测定，其冲击强度为7KJ/m2。其中铝锆复合偶联剂占玉米淀粉的质量百分比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料，其特征在于按重量份包括以下成分：70‑80份PLA、10‑15份PBAT、15‑25份经过偶联处理的玉米淀粉、0.2‑0.6份DCP和1‑3份BPO。

【技术特征摘要】
1.一种含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料，其特征在于按重量份包括以下成分：70-80份PLA、10-15份PBAT、15-25份经过偶联处理的玉米淀粉、0.2-0.6份DCP和1-3份BPO。2.根据权利要求1所述的含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料，其特征在于按重量份包括以下成分：75份PLA、12份PBAT、20份经过偶联处理的玉米淀粉、0.4份DCP和2份BPO。3.根据权利要求2所述的含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料，其特征在于：所述玉米淀粉采用铝锆复合偶联剂对玉米淀粉进行偶联处理。4.根据权利要求3所述的含有玉米淀粉的PLA/PBAT可生物降解复合材料，其特征在于：所述铝锆复合偶联剂占玉米淀粉的质量百分比为1-3。5.根据权利要求3所述的含有玉米淀粉的PLA...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮刘文，李万鑫，周勇军，冒彬，
申请(专利权)人：河南龙都天仁生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41