一种可降解的生物基薄膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于可降解生物基材料领域，具体公开了一种可降解的生物基薄膜材料及其制备方法，所述生物基薄膜材料由以下重量份的原料制成：聚乳酸100份、右旋糖酐40

【技术实现步骤摘要】
一种可降解的生物基薄膜材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于可降解生物基材料领域，具体公开了一种可降解的生物基薄膜材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]可降解薄膜既具有传统塑料的功能和特性、又可在达到使用寿命之后，通过土壤和水中的微生物作用或通过阳光中的紫外线的作用，在自然环境中分裂降解，最终以还原形式重新进入生态环境中，回归大自然。国内研发的品种已涵盖光降解、光生物降解、光氧化生物降解、高淀粉含量型生物降解、高碳酸钙填充型光氧降解、全生物降解等。其中最常用的是可食性薄膜和水溶性薄膜。目前，生物可降解薄膜材料可替代石油基高分子以及不利于环境的其他高分子材料，有利于保护环境、节省能源、实现可持续发展。目前已商业化的生物可降解树脂主要有聚乳酸(PLA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基丁酸
‑
戊酸酯(PHBV)、3
‑
羟基丁酸/4
‑
羟基丁酸共聚物[P(3HB
‑
co
‑
4HB)]、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、脂肪族芳香族共聚酯(PBAT)、二氧化碳共聚物(PPC)等。公开号为CN101003667的中国专利技术专利报道了聚乳酸/天然纤维复合材料及其生产方法，未提供天然纤维长度，聚乳酸也未提供分子量大小等信息。近年来，生物可降解薄膜材料发展较快，但也暴露出成本较高，力学性能、耐热性较差等问题，急需获得解决。

技术实现思路

[0003]针对上述情况，本专利技术公开了一种可降解的生物基薄膜材料及其制备方法。/>[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种可降解的生物基薄膜材料，由以下重量份的原料制备：
[0006][0007][0008]所述聚乳酸为左旋聚乳酸，平均分子量10
‑
20万
[0009]所述秸秆纤维平均长度为100
‑
200微米。
[0010]优选的，所述偶联剂选自马来酸酐接枝聚苯乙烯－聚乙烯－聚丁烯－聚苯乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的一种。
[0011]优选的，所述偶联剂选自马来酸酐接枝聚烯烃弹性体。
[0012]优选的，所述增塑剂选自乙酰柠檬酸三丁酯、环氧大豆油和乙酰化蓖麻油中的一种。
[0013]优选的，所述抗菌剂为银离子。
[0014]优选的，所述银离子为平均粒径10
‑
50nm的纳米银粒子。
[0015]优选的，一种可降解的生物基薄膜材料，由以下重量份的原料制备：
[0016][0017][0018]所述聚乳酸为左旋聚乳酸，平均分子量15万；
[0019]所述秸秆纤维平均长度为150微米。
[0020]进一步的，上述可降解的生物基薄膜材料的制备方法，由以下步骤组成：
[0021]1)原料制备：制备平均长度为100
‑
200微米的秸秆纤维；
[0022]2)干燥：取聚乳酸、秸秆纤维、右旋糖酐、改性支链淀粉分别置于鼓风干燥设备中干燥，至含水量均低于2％；
[0023]3)第一次搅拌：将干燥好的聚乳酸、秸秆纤维、右旋糖酐、改性支链淀粉倒入混合机中，加入偶联剂，在搅拌速度为100
‑
200rpm、温度为50
‑
60℃条件下，搅拌5
‑
15min；然后加入过丝素蛋白、磷酸二氢铵、海藻酸钠、聚乙二醇、乙基香草醛，在相同温度、搅拌速度为200
‑
300rpm下,搅拌10
‑
20min后，停止加热；
[0024]4)第二次搅拌：待降温至40℃，保持40℃继续搅拌，在搅拌速度为800rpm下，加入增塑剂，抗菌剂、搅拌5
‑
10min出料,得到混合好的物料；
[0025]5).挤出：混合好的物料移入双螺杆挤出机料仓中，设置好双螺杆挤出机的加工温度90℃，待温度达到要求的工艺温度后，恒温20min，开启双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的绝对真空度低于1000Pa、主机螺杆转速为300
‑
500rpm，挤出造粒、冷却后，即得所述可降解的生物基薄膜材料。
[0026]优选的，上述可降解的生物基薄膜材料的制备方法，由以下步骤组成：
[0027]1)原料制备：制备平均长度为150微米的秸秆纤维；
[0028]2)干燥：取聚乳酸、秸秆纤维、右旋糖酐、改性支链淀粉分别置于鼓风干燥设备中干燥，至含水量均低于2％；
[0029]3)第一次搅拌：将干燥好的聚乳酸、秸秆纤维、右旋糖酐、改性支链淀粉倒入混合机中，加入偶联剂，在搅拌速度为150rpm、温度为55℃条件下，搅拌10min；然后加入过丝素蛋白、磷酸二氢铵、海藻酸钠、聚乙二醇、乙基香草醛，在相同温度、搅拌速度为250rpm下,搅拌15min后，停止加热；
[0030]4)第二次搅拌：待降温至40℃，保持40℃继续搅拌，在搅拌速度为800rpm下，加入增塑剂，抗菌剂、搅拌8min出料,得到混合好的物料；
[0031]5).挤出：混合好的物料移入双螺杆挤出机料仓中，设置好双螺杆挤出机的加工温度90℃，待温度达到要求的工艺温度后，恒温20min，开启双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的绝对真空度低于1000Pa、主机螺杆转速为400rpm，挤出造粒、冷却后，即得所述可降解的生物基薄膜材料。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0033]本专利技术公开了一种可降解的生物基薄膜材料并公开了其制备方法，本专利技术充分利用了中国乡村中常见的秸秆作为主要原料，变废为宝，结合原料易得的聚乳酸、改性支链淀粉，丝素蛋白、右旋糖酐等生物基原料制备，原料易得并且成本低，通过添加少量的环保增塑剂，和少量天然抗菌物质，通过普通的中低温的挤出生产工艺制备，工艺流程短，生产成本低，最终生物基薄膜材料的生物降解能力好，力学性能好，抗菌能力好。
具体实施方式
[0034]下面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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]本专利技术实施例中使用的试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场渠道购获得的常规试剂产品。
[0036]实施例1
[0037]一种可降解的生物基薄膜材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备：
[0038][0039][0040]所述聚乳酸为左旋聚乳酸，平均分子量10万
[0041]所述秸秆纤维平均长度为100微米；
[0042]所述偶联剂选自马来酸酐接枝聚苯乙烯－聚乙烯－聚丁烯－聚苯乙烯；
[0043]所述增塑剂选自乙酰柠檬酸三丁酯；
[0044]所述抗菌剂为银离子；
[0045]上述可降解的生物基薄膜材料的制备方法，由以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解的生物基薄膜材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备：聚乳酸
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100份右旋糖酐
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40
‑
60份秸秆纤维
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30
‑
60份改性支链淀粉
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30
‑
60份丝素蛋白
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25
‑
50份磷酸二氢铵
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25
‑
45份海藻酸钠
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15
‑
25份聚乙二醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
20份乙基香草醛
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
20份偶联剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
12份增塑剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
10份抗菌剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
10份所述聚乳酸为左旋聚乳酸，平均分子量10
‑
20万所述秸秆纤维平均长度为100
‑
200微米。2.根据权利要求1所述的一种可降解的生物基薄膜材料，其特征在于，所述偶联剂选自马来酸酐接枝聚苯乙烯－聚乙烯－聚丁烯－聚苯乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的一种。3.根据权利要求2所述的一种可降解的生物基薄膜材料，其特征在于，所述偶联剂选自马来酸酐接枝聚烯烃弹性体。4.根据权利要求1所述的一种可降解的生物基薄膜材料，其特征在于，所述增塑剂选自乙酰柠檬酸三丁酯、环氧大豆油和乙酰化蓖麻油中的一种。5.根据权利要求1所述的一种可降解的生物基薄膜材料，其特征在于，所述抗菌剂为银离子。6.根据权利要求5所述的一种可降解的生物基薄膜材料，其特征在于，所述银离子为平均粒径10
‑
50nm的纳米银粒子。7.根据权利要求1所述的一种可降解的生物基薄膜材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备：聚乳酸100份右旋糖酐50份秸秆纤维45份改性支链淀粉45份丝素蛋白35份磷酸二氢铵35份海藻酸钠20份聚乙二醇15份乙基香草醛15份偶联剂10份增塑剂7份
抗菌剂7份所述聚乳酸为左旋聚乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪柏雯，
申请(专利权)人：江苏时代铭阳生物新技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：