一种可降解材料的造粒加工方法及其制备的成型体技术

本发明专利技术涉及可降解料材的加工技术领域，具体涉及一种可降解材料的造粒加工方法及其制备的成型体。其包括：待聚羟基烷酸酯粉料熔融后，在所述聚羟基烷酸酯的Tm之下20℃到之下60℃进行预结晶，而后挤出结晶造粒。本发明专利技术的加工造粒方法通过在聚羟基烷酸酯的Tm以下20℃

【技术实现步骤摘要】
一种可降解材料的造粒加工方法及其制备的成型体


[0001]本专利技术涉及可降解料材的加工
，具体涉及一种可降解材料的造粒加工方法及其制备的成型体。

技术介绍

[0002]聚羟基烷酸酯（以下简称PHA）是一种生物基来源且在海洋环境中可生物降解的聚合物，能够解决废弃塑料引起的环境问题，且具有优异的生物相容性和机械性能，因此在包装领域和生物医药领域具有广阔的应用前景。生物基来源的PHA，由细菌通过发酵提取离心干燥粉碎等工艺产出粉料。粉料不便于运输与加工，因此，需要进一步将其制作为粒料。现有技术的造粒手段有：团聚法、挤压造粒法、喷射造粒法及其他方法，其中挤压造粒法，最常见的就是双螺杆造粒，也是目前市场上主流的造粒工艺。
[0003]目前，常采用的挤压造粒工艺的技术路线，是在双螺杆挤出机中，熔融挤压，然后挤出熔体进行冷却切粒的过程。
[0004]然而，在使用传统参数对PHA粉料进行的挤压造粒工艺中，熔体挤出时无法快速冷却，会增加较大能耗的后续热处理设备，增加厂房面积以及能耗。
[0005]此外，目前常见的双螺杆造粒工艺在工艺参数设置上按照传统的造粒逻辑，使用以往的造粒工艺参数，所挤出的熔体无法快速结晶，会导致粒子之间相互粘连，不能形成良好的纯料粒子状态。也有现有技术在造粒时加入助剂来改善上述问题，但添加助剂后，将无法获得纯粒料的聚羟基烷酸酯，且聚羟基烷酸酯树脂相比于未添加的纯料的应用的拓展性会降低，尤其是很多助剂会影响树脂的外观颜色及透明度，同时，也会增加加工成本。

技术实现思路

[0006]为了解决了上述技术问题，本专利技术探究并提供了一种可降解材料的造粒加工方法及其制备的成型体。
[0007]具体而言，本专利技术首先提供一种可降解材料的造粒加工方法，包括：将聚羟基烷酸酯熔融后，在所述聚羟基烷酸酯的Tm（熔融温度）之下20℃到之下60℃进行预结晶，而后挤出结晶造粒。
[0008]本专利技术发现，通过按上述方式进行预结晶，有利于在通过螺杆机造粒设备挤出时在线加快结晶速度，快速冷却得到粒料，进而能大幅改善粒子状态，并降低加工能耗。而且，达到上述效果并不需要额外添加助剂，因而也有利于把控加工成本。本专利技术还发现，当预结晶温度低于Tm之下60℃时，制备的粒子的形态特征不均匀，因此，选择预结晶温度在Tm之下20℃到Tm之下60℃。
[0009]优选地，所述预结晶在所述聚羟基烷酸酯的Tm以下20℃
‑
55℃进行。
[0010]更优选地，所述预结晶在所述聚羟基烷酸酯的Tm以下20℃
‑
50℃进行。
[0011]进一步优选地，所述预结晶在所述聚羟基烷酸酯的Tm以下20℃
‑
40℃进行。
[0012]具体非限制性地，对于PHBH，在Tm以下20℃
‑
40℃的条件下进行预结晶，比如预结
晶可以是在100℃
‑
140℃下进行，再比如可以是Tm温度之下20℃、25℃、30℃、40℃等。对于PHB，在Tm以下40℃
‑
60℃的条件下进行预结晶，比如预结晶温度为Tm以下40℃
‑
50℃，再比如可以是Tm温度之下40℃、45℃、50℃等。对于PHBV，在Tm以下35℃
‑
55℃的条件下进行预结晶，比如预结晶温度为Tm以下35℃
‑
50℃，再比如可以是Tm温度之下35℃、45℃、50℃等。
[0013]在本专利技术中，所述聚羟基烷酸酯可以为一种聚合物或两种以上聚合物的混合物。
[0014]在具体实施时，本领域人员可以根据不同的单体以及不同单体比例的聚羟基烷酸酯材料对预结晶的温度进行调控。
[0015]非限制性的，对于PHBH，在100℃
‑
120℃的条件下进行预结晶，优选预结晶的温度可以是100℃、110℃、115℃、120℃。对于PHB，在110℃
‑
130℃的条件下进行预结晶，优选预结晶的温度可以是110℃、120℃、130℃。对于PHBV，在120℃
‑
140℃的条件下进行预结晶，优选预结晶的温度可以是120℃、125℃、130℃、135℃、140℃。
[0016]在本专利技术中，所述的聚羟基烷酸酯为聚羟基烷酸酯系列材料，可以为单独的聚合物，也可以为两种以上聚合物的组合物。
[0017]进一步地，所述聚羟基烷酸酯可选自本领域常用的原料，例如含有3
‑
羟基烷酸酯结构单元和/或含有4
‑
羟基烷酸酯结构单元的聚合物。具体而言，其为含有下述通式(1)表示的结构单元的聚合物：[CHRCH2COO]ꢀꢀ
(1)在通式(1)中，R表示C
p
H
2p+1
所示的烷基，p表示1
‑
15的整数；优选为1
‑
10的整数，更优选为1
‑
8的整数。
[0018]R表示C1
‑
C6的直链或支链状的烷基。例如，甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等。
[0019]在所述组合物中，所述聚羟基烷酸酯包括至少一种聚（3
‑
羟基链烷酸酯）。
[0020]作为优选，所述聚羟基烷酸酯为含有3
‑
羟基丁酸酯结构单元的聚合物；其中，所述含有3
‑
羟基丁酸酯结构单元的聚合物为仅含有3
‑
羟基丁酸酯结构单元的均聚物，或，含有3
‑
羟基丁酸酯结构单元与其他烷酸酯结构单元的共聚物；所述其他烷酸酯结构单元为选自3
‑
羟基丙酸酯、3
‑
羟基戊酸酯、3
‑
羟基己酸酯、3
‑
羟基庚酸酯、3
‑
羟基辛酸酯、3
‑
羟基壬酸酯、3
‑
羟基癸酸酯、3
‑
羟基十一烷酸酯和4
‑
羟基丁酸酯中的至少一种。
[0021]更优选地，所述聚羟基烷酸酯为选自聚(3
‑
羟基丁酸酯)、聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
共
‑3‑
羟基丙酸酯)、聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
共
‑3‑
羟基戊酸酯)(简称：P3HB3HV、PHBV)、聚(3
‑
羟基丁酸酯共
‑3‑
羟基戊酸酯
‑
共
‑3‑
羟基己酸酯)、聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
共
‑3‑
羟基己酸酯)(简称：P3HB3HH、PHBH)、聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
共
‑3‑
羟基庚酸酯)、聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
共
‑3‑
羟基辛酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解材料的造粒加工方法，其特征在于，包括：将聚羟基烷酸酯熔融后，在所述聚羟基烷酸酯的Tm之下20℃到之下60℃进行预结晶，而后挤出结晶造粒。2.根据权利要求1所述的可降解材料的造粒加工方法，其特征在于，所述预结晶在所述聚羟基烷酸酯的Tm之下20℃到之下40℃进行。3.根据权利要求1所述的可降解材料的造粒加工方法，其特征在于，所述聚羟基烷酸酯为含有3
‑
羟基烷酸酯结构单元和/或4
‑
羟基烷酸酯结构单元的聚合物。4.根据权利要求3所述的可降解材料的造粒加工方法，其特征在于，所述聚羟基烷酸酯为含有3
‑
羟基丁酸酯结构单元的聚合物；其中，所述含有3
‑
羟基丁酸酯结构单元的聚合物为仅含有3
‑
羟基丁酸酯结构单元的均聚物，或，含有3
‑
羟基丁酸酯结构单元与其他烷酸酯结构单元的共聚物，所述其他烷酸酯结构单元为选自3
‑
羟基丙酸酯、3
‑
羟基戊酸酯、3
‑
羟基己酸酯、3
‑
羟基庚酸酯、3
‑
羟基辛酸酯、3
‑
羟基壬酸酯、3
‑
羟基癸酸酯、3
‑
羟基十一烷酸酯和4
‑
羟基丁酸酯中的至少一种。5.根据权利要求4所述的可降解材料的造粒加工方法，其特征在于，所述聚羟基烷酸酯为选自聚(3
‑
羟基丁酸酯)、聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
共
‑3‑
羟基丙酸酯)、聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
共
‑3‑
羟基戊酸酯)、聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
共
‑3‑
羟基戊酸酯
‑
共
‑3‑
羟基己酸酯)、聚(3
‑
羟基丁酸酯
‑
共

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，马志宇，马一鸣，李腾，张浩千，
申请(专利权)人：北京蓝晶微生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：