一种生物降解材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物降解材料及其制备方法，该方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将活性炭进行改性处理，然后通过气流粉碎机进行粉碎，再加入分子筛材料中，超声混合均匀，得到混合材料；步骤3，将步骤2所得的混合材料和其他原料，加入高速混合机中混合均匀后，通过螺杆挤出机，挤出造粒，风冷切粒，得到复合母粒；步骤4，将步骤3所得的复合母粒加热熔融，通过吹膜制得生物降解材料。本发明专利技术还提供了该方法制备的材料。本发明专利技术提供的生物降解材料，力学性能和热稳定性比现有材料均有较大提高，并且能达到完全生物降解的效果，降解时间可控。控。

【技术实现步骤摘要】
一种生物降解材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
的一种生物降解材料及其制备方法，具体地，涉及一种PBAT/PLA淀粉基完全生物降解材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物降解性材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件下，能够被微生物(如细菌、真菌和藻类等)完全分解变成低分子化合物的材料。人类在创造现代文明的同时，也带来负面影响
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白色污染。一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用，其处理方法以焚烧和掩埋为主。
[0003]按其生物降解过程大致可分为两类。一类为完全生物降解材料，如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等，另一类为生物崩解性材料，如淀粉和聚乙烯的掺混物。
[0004]但是以上两类材料中仍然有着明显的不足之处。例如，价格较高、韧性较差、断裂伸长率低、脆性大，机械性能和热稳定性存在缺陷，以及不能完全降解、对环境有污染、降解时间不可控等缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种PBAT/PLA淀粉基生物降解材料及其制备方法，该生物降解材料力学性能有较大提高，并且能达到完全生物降解的效果，降解时间可控。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种生物降解材料的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；原料中按重量份数计包括60～85份PBAT、38～55份PLA、36～42份改性淀粉、4～6份分子筛材料、10～14份活性炭以及3.5～5.5份助剂；步骤2，将活性炭进行改性处理，然后通过气流粉碎机进行粉碎，再加入分子筛材料中，超声混合均匀，得到混合材料；步骤3，将步骤2所得的混合材料和其他原料，加入高速混合机中混合均匀后，通过螺杆挤出机，挤出造粒，风冷切粒，得到复合母粒；步骤4，将步骤3所得的复合母粒加热熔融，通过吹膜制得生物降解材料。
[0007]优选地，所述的助剂按重量份数计包括1～2份改性剂、0.8～1.2份爽滑剂、0.5～0.8份热稳定剂、0.6～1份增塑剂、0.3～0.5份抗氧剂。
[0008]优选地，所述的改性剂为硅烷偶联剂、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、木质素磺酸钠中的任意一种或多种；爽滑剂为芥酸酰胺、硬脂酸锌、乙撑双硬质酰胺、氧化聚乙烯蜡中的任意一种或多种；热稳定剂为硬脂酸钙皂、油酸钙皂、亚油酸钙皂、硬脂酸锌皂、棕榈酸锌皂、油酸锌皂中的任意一种或多种；增塑剂为环氧大豆油和/或季戊四醇；抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
[0009]优选地，所述的分子筛材料为纳米二氧化硅单分散介孔分子筛。
[0010]优选地，所述的活性炭为椰壳活性炭、木质活性炭、果壳活性炭中的任意一种或多种。
[0011]优选地，所述的改性淀粉是经过乙酰化改性的有机淀粉；有机淀粉采用玉米淀粉、
红薯淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、绿豆淀粉中的任意一种或多种。
[0012]优选地，所述的步骤2包含：步骤2.1，将改性剂加入到去离子水中，搅拌之后再进行常温超声处理，得到混合溶液，然后将活性炭加入到所得的溶液中，浸泡处理，沥水后烘干，得到改性活性炭材料；步骤2.2，将步骤2.1所得的改性活性炭材料，通过气流粉碎机进行粉碎，再加入分子筛材料中，超声混合均匀，得到混合材料。
[0013]优选地，所述的步骤2.1中，将改性剂加入到去离子水中，搅拌10～15min，之后再进行常温超声处理20～30min，得到的混合溶液中，按质量百分比改性剂的含量为1％～5％；然后将活性炭加入到所得的溶液中，浸泡处理20～25min，沥水后放入到烘箱中，在120℃条件下烘干，得到改性活性炭材料。
[0014]优选地，所述的步骤2.2中，将改性活性炭材料放入气流粉碎机中进行粉碎处理，空气流速为30～40m3/min，空气压力为0.6～0.8Mpa，处理时间为1.5～2h，再加入分子筛材料中，超声30～40min，得到混合材料。
[0015]本专利技术还提供了一种上述的方法制备的生物降解材料。
[0016]本专利技术提供的生物降解材料及其制备方法具有以下优点：
[0017](1)本专利技术提供的生物降解材料，能够大大提高该生物降解材料的拉伸强度和断裂生长率，增强材料的韧性，所得的材料具有优异的机械性能和热稳定性，而且能够完全进行降解，对环境不产生污染，降解时间可控。
[0018](2)本专利技术提供的制备方法，能够制备得到可以完全降解以及力学性能优异的生物降解材料。
[0019](3)该制备方法简单，容易操作，成本低廉，经济效益高，适合大规模工业化生产。
具体实施方式
[0020]以下对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。
[0021]本专利技术提供的生物降解材料的制备方法，其包含：步骤1，按比例称取各原料；原料中按重量份数计包括60～85份PBAT、38～55份PLA、36～42份改性淀粉、4～6份分子筛材料、10～14份活性炭以及3.5～5.5份助剂；步骤2，将活性炭进行改性处理，然后通过气流粉碎机进行粉碎，再加入分子筛材料中，超声混合均匀，得到混合材料；步骤3，将步骤2所得的混合材料和其他原料，加入高速混合机中混合均匀后，通过螺杆挤出机，挤出造粒，风冷切粒，得到复合母粒；步骤4，将步骤3所得的复合母粒加热熔融，通过吹膜制得生物降解材料。
[0022]PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性，是生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。
[0023]聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基及可再生生物降解材料，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。
[0024]优选地，该助剂按重量份数计包括1～2份改性剂、0.8～1.2份爽滑剂、0.5～0.8份热稳定剂、0.6～1份增塑剂、0.3～0.5份抗氧剂。
[0025]改性剂为硅烷偶联剂、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、木质素磺酸钠中的任意一种或多种；爽滑剂为芥酸酰胺、硬脂酸锌、乙撑
双硬质酰胺、氧化聚乙烯蜡中的任意一种或多种；热稳定剂为硬脂酸钙皂、油酸钙皂、亚油酸钙皂、硬脂酸锌皂、棕榈酸锌皂、油酸锌皂中的任意一种或多种；增塑剂为环氧大豆油和/或季戊四醇；抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
[0026]分子筛材料为单分散微球星状的纳米二氧化硅单分散介孔分子筛。
[0027]分子筛是一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐类物质，它在结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴，不同孔径的分子筛把不同大小和形状分子分开，根据SiO2和Al2O3的分子比不同，可以得到不同孔径的分子筛。
[0028]活性炭为椰壳活性炭、木质活性炭、果壳活性炭中的任意一种或多种。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物降解材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；原料中按重量份数计包括60～85份PBAT、38～55份PLA、36～42份改性淀粉、4～6份分子筛材料、10～14份活性炭以及3.5～5.5份助剂；步骤2，将活性炭进行改性处理，然后通过气流粉碎机进行粉碎，再加入分子筛材料中，超声混合均匀，得到混合材料；步骤3，将步骤2所得的混合材料和其他原料，加入高速混合机中混合均匀后，通过螺杆挤出机，挤出造粒，风冷切粒，得到复合母粒；步骤4，将步骤3所得的复合母粒加热熔融，通过吹膜制得生物降解材料。2.如权利要求1所述的生物降解材料的制备方法，其特征在于，所述的助剂按重量份数计包括1～2份改性剂、0.8～1.2份爽滑剂、0.5～0.8份热稳定剂、0.6～1份增塑剂、0.3～0.5份抗氧剂。3.如权利要求2所述的生物降解材料的制备方法，其特征在于，所述的改性剂为硅烷偶联剂、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、木质素磺酸钠中的任意一种或多种；爽滑剂为芥酸酰胺、硬脂酸锌、乙撑双硬质酰胺、氧化聚乙烯蜡中的任意一种或多种；热稳定剂为硬脂酸钙皂、油酸钙皂、亚油酸钙皂、硬脂酸锌皂、棕榈酸锌皂、油酸锌皂中的任意一种或多种；增塑剂为环氧大豆油和/或季戊四醇；抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。4.如权利要求1所述的生物降解材料的制备方法，其特征在于，所述的分子筛材料为纳米二氧化硅单分散介孔分子筛。5.如权利要求1所述的生物降解材料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：何佩文，
申请(专利权)人：深圳绿柜产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：