一种可生物降解的聚乳酸薄膜制造技术

本发明专利技术涉及可降解材料领域，具体为一种可生物降解的聚乳酸薄膜，由以下成分组成：聚乳酸20‑25份、聚碳酸亚丙酯5‑10份、聚丁二酸丁二醇酯3‑6份、改性2‑羟基甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物5‑10份、聚乙烯蜡1‑3份、羧甲基淀粉钠1‑3份、乙酰柠檬酸三丁酯0.5‑1份、木质素磺酸钠0.1‑0.5份、丙烯酰化壳聚糖3‑5份、纳米二氧化硅5‑10份、纳米二氧化钛10‑15份、增韧剂0.1‑0.2份、BASF抗氧剂1076 0.1‑0.2份、BASF抗氧剂126 0.1‑0.2份、聚乙烯醇20‑30份，具有良好的力学性能和生物降解速率，降解彻底、使用安全方便。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解的聚乳酸薄膜
本专利技术涉及可降解材料领域，具体为一种可生物降解的聚乳酸薄膜。
技术介绍
近年来，生物降解材料的发展与日俱增，应用范围正在不断扩大，在餐具、一次性包装、农用膜和日用品领域开始逐步取代传统塑料。全生物降解薄膜由于在自然环境或者堆肥条件下可以完全分解成水、二氧化碳和有机质成分，对环境没有任何负面影响，因此近年来在日用品包装、快递袋、热收缩膜、胶带、农用地膜等方面有着很大的开发与应用。聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基可再生生物降解材料，使用植物资源(如玉米、木薯等)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，通过化学等合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料，作为农用地膜材料使用前景很高。但是，目前市场上的聚乳酸薄膜力学性能较差，使用寿命短，而且由于成分中加入了其他增强材料导致其降解效率和透光率均有所下降，进一步阻碍了其推广使用。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提出了一种可生物降解的聚乳酸薄膜。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种可生物降解的聚乳酸薄膜，以重量份数计，由以下成分组成：聚乳酸20-25份、聚碳酸亚丙酯5-10份、聚丁二酸丁二醇酯3-6份、改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5-10份、聚乙烯蜡1-3份、羧甲基淀粉钠1-3份、乙酰柠檬酸三丁酯0.5-1份、木质素磺酸钠0.1-0.5份、丙烯酰化壳聚糖3-5份、纳米二氧化硅5-10份、纳米二氧化钛10-15份、增韧剂0.1-0.2份、BASF抗氧剂10760.1-0.2份、BASF抗氧剂1260.1-0.2份、聚乙烯醇20-30份；其中的改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯是用（三甲基甲硅烷基）乙酸对2-羟基甲基丙烯酸甲酯进行改性得到。进一步地，所述改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯的制备方法如下：（1）氮气保护下，将2-羟基甲基丙烯酸甲酯加入到无水乙酸乙酯中，搅拌20-30min后，再将（三甲基甲硅烷基）乙酸加入，继续搅拌20-30min后，将二丁基锡二月桂酸酯滴加进入，滴毕后升温至回流反应5-10h，自然冷却至室温；（2）将饱和碳酸氢钠水溶液加入到反应体系中，搅拌30-50min后过滤除去析出的杂质后分液，水相加入乙酸乙酯萃取分液，合并乙酸乙酯相干燥后减压浓缩即可得到所述改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯。进一步地，2-羟基甲基丙烯酸甲酯与（三甲基甲硅烷基）乙酸的物质的量比为1：1.05-1.1。进一步地，所述改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的制备方法如下：将改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯、乳化剂、交联剂二乙烯基苯、引发剂BPO、蒸馏水加入到反应釜中，升温至75-80℃反应10-15h后再将扩径剂加入，降温至60-70℃反应3-5h，得到乳胶液，将乳胶液缓慢倒入氯化钙水溶液中，搅拌升温至85-90℃，搅拌20-40min后降温至40-50℃离心除去杂质，所得固体水洗后烘干即可。进一步地，所述乳化剂为CO430乳化剂、CO436乳化剂、CO458乳化剂、CO630乳化剂中的任意一种或任意组合。进一步地，所述交联剂二乙烯基苯需经过预处理，具体操作如下：将二乙烯基苯用物质的量浓度为2M的氢氧化钠水溶液洗涤后，再用水洗涤，用无水硫酸镁干燥5-10h后减压蒸馏，取蒸馏出的液体即可。进一步地，所述扩径剂为酒石酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、乙酸、丁二酸中的任意一种。进一步地，所述增韧剂为纳米纤维素晶须和无机盐晶须复合而成，两者重量比为5-10：1。进一步地，所述无机盐晶须为碳酸钙晶须或硫酸钙晶须。上述可生物降解的聚乳酸薄膜的制备方法如下：将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、聚丁二酸丁二醇酯、改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯蜡、羧甲基淀粉钠、乙酰柠檬酸三丁酯、木质素磺酸钠、丙烯酰化壳聚糖、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、增韧剂、BASF抗氧剂1076、BASF抗氧剂126、聚乙烯醇混合后加入到吹膜机中通过挤出-吹膜成型制备得到薄膜，吹膜机螺杆转速为40-60r/min，挤出机机筒温度为130-150℃，吹胀比为3.0-3.5。本专利技术的有益效果是：聚乳酸是一种新型的生物降解材料，制成薄膜后能在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应，是目前广泛研究的可降解薄膜材料，本申请将聚碳酸亚丙酯、聚丁二酸丁二醇酯与其复配进一步改善了聚乳酸薄膜的力学性能，聚碳酸亚丙酯作为二氧化碳-环氧丙烷共聚物，其端基通常为羟基结构，极易出现解拉链式降解现象，加入后可以提升薄膜的可降解性，而且改善耐溶剂型和耐候性，聚丁二酸丁二醇酯作为脂肪族聚酯具有良好的加工性能和弹性，加入后可以改善薄膜的成膜性能和使用寿命，改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物相比于传统的MBS树脂由于使用（三甲基甲硅烷基）乙酸对2-羟基甲基丙烯酸甲酯进行改性处理，硅烷结构的引入不仅仅可以改善薄膜耐冲击性能，可以提升自净化效果，降低污垢在薄膜表面的附着力，还有提升耐寒性和加工流动性的作用，热稳定性较差的酯基的引入，进一步提升降解性能，纳米二氧化硅、纳米二氧化钛的加入既能提升薄膜的力学强度，又因为其具有“超亲水性”，加入后可以使薄膜具有自清洁和防雾功能，又不会降低薄膜的透光度，本专利技术所制备的聚乳酸薄膜具有良好的力学性能和生物降解速率，具有降解彻底、使用安全方便特性，具有广泛的市场应用前景。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种可生物降解的聚乳酸薄膜，以重量份数计，由以下成分组成：聚乳酸22份、聚碳酸亚丙酯8份、聚丁二酸丁二醇酯5份、改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、聚乙烯蜡2份、羧甲基淀粉钠1份、乙酰柠檬酸三丁酯0.6份、木质素磺酸钠0.2份、丙烯酰化壳聚糖4份、纳米二氧化硅8份、纳米二氧化钛15份、纳米纤维素晶须和碳酸钙晶须按重量比8：1复合而成的增韧剂0.1份、BASF抗氧剂10760.1份、BASF抗氧剂1260.1份、聚乙烯醇30份；其中，改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯的制备方法如下：氮气保护下，将2-羟基甲基丙烯酸甲酯加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可生物降解的聚乳酸薄膜，其特征在于，以重量份数计，由以下成分组成：/n聚乳酸20-25份、聚碳酸亚丙酯5-10份、聚丁二酸丁二醇酯3-6份、改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5-10份、聚乙烯蜡1-3份、羧甲基淀粉钠1-3份、乙酰柠檬酸三丁酯0.5-1份、木质素磺酸钠0.1-0.5份、丙烯酰化壳聚糖3-5份、纳米二氧化硅5-10份、纳米二氧化钛10-15份、增韧剂0.1-0.2份、BASF抗氧剂1076 0.1-0.2份、BASF抗氧剂126 0.1-0.2份、聚乙烯醇20-30份；/n其中的改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯是通过（三甲基甲硅烷基）乙酸对2-羟基甲基丙烯酸甲酯进行改性得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解的聚乳酸薄膜，其特征在于，以重量份数计，由以下成分组成：
聚乳酸20-25份、聚碳酸亚丙酯5-10份、聚丁二酸丁二醇酯3-6份、改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5-10份、聚乙烯蜡1-3份、羧甲基淀粉钠1-3份、乙酰柠檬酸三丁酯0.5-1份、木质素磺酸钠0.1-0.5份、丙烯酰化壳聚糖3-5份、纳米二氧化硅5-10份、纳米二氧化钛10-15份、增韧剂0.1-0.2份、BASF抗氧剂10760.1-0.2份、BASF抗氧剂1260.1-0.2份、聚乙烯醇20-30份；
其中的改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯是通过（三甲基甲硅烷基）乙酸对2-羟基甲基丙烯酸甲酯进行改性得到。


2.如权利要求1所述的可生物降解的聚乳酸薄膜，其特征在于，所述改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯的制备方法如下：
（1）氮气保护下，将2-羟基甲基丙烯酸甲酯加入到无水乙酸乙酯中，搅拌20-30min后，再将（三甲基甲硅烷基）乙酸加入，继续搅拌20-30min后，将二丁基锡二月桂酸酯滴加进入，滴毕后升温至回流反应5-10h，自然冷却至室温；
（2）将饱和碳酸氢钠水溶液加入到反应体系中，搅拌30-50min后过滤除去析出的杂质后分液，水相加入乙酸乙酯萃取分液，合并乙酸乙酯相干燥后减压浓缩即可得到所述改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯。


3.如权利要求2所述的可生物降解的聚乳酸薄膜，其特征在于，2-羟基甲基丙烯酸甲酯与（三甲基甲硅烷基）乙酸的物质的量比为1：1.05-1.1。


4.如权利要求1所述的可生物降解的聚乳酸薄膜，其特征在于，所述改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的制备方法如下：
将改性2-羟基甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯、乳化剂、交联剂二乙烯基苯、引发剂BPO、蒸馏水加入到反应釜中，升温至75-8...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雨，褚仁凯，
申请(专利权)人：上海通原环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31