可生物降解PHBH基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及可生物降解PHBH基复合材料及其制备方法。组成为：改性PHBH100份、PBAT10~25份、PMSt

【技术实现步骤摘要】
可生物降解PHBH基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及环境友好高分子材料
，具体是一种可生物降解PHBH基复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]PHBH(全称是：聚(3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯))是微生物在碳、氮营养失衡时作为能源和碳源贮存而合成的一类热塑性脂肪族聚酯，具有无毒、较高的气体阻隔性、优良的生物相容性和可生物降解性，在微生物的作用下能够完全降解为水和二氧化碳。但它力学性能不佳、热稳定性低、加工窗口较窄，单独使用时热成型加工比较困难，慢的结晶速度延长了其加工成型周期。可以通过对PHBH进行封端改性来提高其热稳定性。与同为可生物降解的聚合物聚己二酸丁二醇
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co
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聚对苯二甲酸丁二醇酯共混，实现各自特性上的优势互补。
[0003]PBAT(全称是：聚己二酸丁二醇
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co
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聚对苯二甲酸丁二醇酯)是一种完全可生物降解的芳香族聚酯，是己二酸丁二酯(PBA)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的共聚物，结构包含柔性的脂肪链和刚性的芳香链，因此PBAT既具备PBA链段的延展性和柔顺性，又有PBT链段的耐热性和耐冲击性。由于其优异的成膜性和高的熔体强度，PBAT可用于制备薄膜类制品。中国专利CN 104559087B和CN 103087484B分别专利技术了一种高阻隔的全生物降解地膜和一种降解速率可控的生物分解复合薄膜材料，所涉及的主要原料有PBAT、PPC、PBS、PLA、PHBH等，其中柔韧性的PBAT、PPC和PBS在配方中占比较大，所制备的薄膜具有极高的断裂伸长率，横向断裂伸长率最高可达764％。然而，PPC的拉链式降解以及未改性的PHBH均降低了薄膜的热稳定性，同时大量芳香族PBT链段的存在，导致其降解速率相对较慢，土埋30天的降解率仅为23～73％。
[0004]SG(全称是：田菁胶)是从豆科植物田菁的种子胚乳中提取的一种天然多糖高分子化合物，它的主要成分是D
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半乳糖和D
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甘露糖。田菁在我国江浙、河南等地大面积种植，来源丰富，无毒，价格低廉。SG的加入不仅可以降低复合材料的生成成本，而且能够为微生物代谢提供必需的营养源，一定程度上促进微生物的生长繁殖，进一步加快复合材料的降解。但SG分子间以氢键相互缔合，塑性较差。使用季戊四醇对SG进行熔融塑化可以制备热塑性SG。

技术实现思路

[0005]针对现有PHBH和PBAT存在的力学性能不佳、热稳定性低、价格高、降解缓慢等缺陷，本专利技术提供一种环保、价廉、具有良好的力学性能、热稳定性和生物降解性的PHBH/PBAT/SG复合材料。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种可生物降解PHBH基复合材料，该复合材料的组分为：改性聚(3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯)100份、聚己二酸丁二醇
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co
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聚对苯二甲酸丁二醇酯10～25份、聚(α
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甲
基苯乙烯
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co
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甲基丙烯酸缩水甘油酯)3～8份、热塑性田菁胶10～25份、1，3：2，4
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二(对甲基苄叉)山梨醇1份、增塑剂2～15份、润滑剂0.2～0.5份。
[0008]本专利技术与现有技术相比，主要组分均属于可生物降解高分子，并且无毒环保，能够在微生物作用下完全降解为二氧化碳和水，对环境不会造成污染。所得PHBH/PBAT/SG复合材料适合通过注塑、吹塑、模压等成型工艺制作一次性餐具、包装材料、板材等塑料制品。
[0009]本专利技术的优选方案是：
[0010]改性聚(3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯)的制备方法是：将聚(3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯)、马来酸酐和辛酸亚锡在高速混合机中预混合10min后加入到双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，设定挤出机各区温度为150～170℃；聚(3
‑
羟基丁酸酯
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co
‑3‑
羟基己酸酯)与马来酸酐的质量比为100∶0.5～5，聚(3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯)与辛酸亚锡的质量比为100∶0.2～3。
[0011]所述聚(3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯)重均分子量为30万～80万。
[0012]聚己二酸丁二醇
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co
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聚对苯二甲酸丁二醇酯重均分子量为15万～35万。
[0013]聚(α
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甲基苯乙烯
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co
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甲基丙烯酸缩水甘油酯)的环氧值为0.05～0.1mol/100g。
[0014]热塑性田菁胶的制备方法如下：将质量比为10∶2～6的田菁胶和季戊四醇使用高速混合机预混合5～10min后，将预混料加入到双螺杆挤出造粒机中进行熔融塑化并挤出造粒，设定挤出机各区温度为125～155℃。
[0015]所述增塑剂为邻苯二甲酸酯二异辛酯、环氧化油酸丁酯、癸二酸丙二醇聚酯中的一种。
[0016]所述润滑剂为硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或两者混合物。
[0017]本专利技术中，可生物降解PHBH基复合材料的制备方法，采用如下技术方案：可生物降解PHBH基复合材料的制备方法，其步骤是：将改性聚(3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯)、聚己二酸丁二醇
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co
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聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚(α
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甲基苯乙烯
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co
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甲基丙烯酸缩水甘油酯)、热塑性田菁胶、1，3：2，4
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二(对甲基苄叉)山梨醇、增塑剂及润滑剂在高速混合机中搅拌8～15min后投入到双螺杆挤出造粒机的料斗中，经熔融共混后挤出、造粒。
[0018]将改性PHBH、PBAT、聚(α
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甲基苯乙烯
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co
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甲基丙烯酸缩水甘油酯)(PMSt
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GMA)及热塑性SG进行熔融共混，通过控制组分比获得一系列具有不同降解周期、热稳定性高、兼具强度与韧性的复合材料。
[0019]为了提高PHBH的热稳定性，在辛酸亚锡的催化下利用马来酸酐对其进行封端改性，改性后的PHBH可以与PBAT发生酯交换反应，生成的共聚物又可以起到原位增容剂的作用。为了进一步提高改性PHBH和PBAT间的界面相容性，加入一定环氧值的PM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解PHBH基复合材料，其特征在于，该复合材料的组分为：改性聚（3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯）100份、聚己二酸丁二醇
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co
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聚对苯二甲酸丁二醇酯10~25份、聚(α
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甲基苯乙烯
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co
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甲基丙烯酸缩水甘油酯) 3~8份、热塑性田菁胶10~25份、1,3:2,4
‑
二(对甲基苄叉)山梨醇1份、增塑剂2~15份、润滑剂0.2~0.5份。2.根据权利要求1所述的可生物降解PHBH基复合材料，其特征在于，改性聚（3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯）的制备方法是：将聚（3
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羟基丁酸酯
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co
‑3‑
羟基己酸酯）、马来酸酐和辛酸亚锡在高速混合机中预混合10min后加入到双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，设定挤出机各区温度为150~170℃；聚（3
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羟基丁酸酯
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co
‑3‑
羟基己酸酯）与马来酸酐的质量比为100 : 0.5~5，聚（3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯）与辛酸亚锡的质量比为100 : 0.2~3。3.根据权利要求2所述的可生物降解PHBH基复合材料，其特征在于，所述聚（3
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羟基丁酸酯
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co
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羟基己酸酯）重均分子量为30万~80...

【专利技术属性】
技术研发人员：张青，刘会媛，陈伟，舒世立，
申请(专利权)人：唐山师范学院，
类型：发明
国别省市：