一种淀粉基PBAT生物可降解材料及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种淀粉基PBAT生物可降解材料及其制备与应用，涉及生物可降解材料技术领域，所述淀粉基PBAT生物可降解材料，由以下重量份数的原料制成：PBAT 50

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉基PBAT生物可降解材料及其制备与应用

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[0001]本专利技术涉及生物可降解材料
，具体涉及一种淀粉基PBAT生物可降解材料及其制备与应用。

技术介绍
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[0002]生物可降解材料一般是指通过自然界微生物作用而发生降解的高分子，而近年来研究发现了在水中可以降解的高分子。因此，目前生物可降解材料是指在自然界中通过微生物、水的作用下发生降解的材料。生物可降解材料根据来源分为两大类，一类是来源于生物质或生物质发酵的可降解材料，如淀粉、纤维素、聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHAs)等；另一类是来源于化石资源，在使用后可以完全生物降解，如聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)及其共聚酯等。
[0003]PLA又称聚丙交酯，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物，是一种新型的生物降解材料。PLA的热稳定性好，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由PLA制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好。
[0004]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，兼具PBA和PBT的特性，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受欢迎和市场应用最好降解材料之一。
[0005]淀粉是一类可降解的天然高分子材料，具有来源广泛、价格低廉、易生物降解等优点，但淀粉颗粒是部分结晶结构，分子间氢键的作用力较强，当其受到热和力的同时作用时，流动性极差，加工成型困难。通过制备热塑性淀粉，降低了淀粉的熔融温度，实现了淀粉的热加工，并且将淀粉与其他性能优良的生物可降解材料共混，提高了其加工及使用性能，使淀粉基塑料应用在更多领域应用，同时还能保持其绿色可降解性能。
[0006]本专利技术采用PBAT
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PLA
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淀粉共混体系，使所制复合材料兼具PBAT、PLA和淀粉的优点，解决了单独采用PBAT、PLA或者淀粉作为加工原料所存在的加工与应用缺陷，但PBAT、PLA与淀粉之间存在相容性差的问题，严重影响各组分在共混体系中的分散均匀性，从而影响所制复合材料的应用效果。

技术实现思路
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[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种淀粉基PBAT生物可降解材料，采用可生物降解的PBAT、PLA和淀粉作为主要原料，保证所制材料的可生物降解性能，提高材料的应用环保性，同时保证材料的应用性能，使所制材料能够应用于多种塑料制品的加工。
[0008]本专利技术的目的之一是提供一种淀粉基PBAT生物可降解材料，由以下重量份数的原料制成：
[0009]PBAT 50
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60份、PLA 10
‑
20份、淀粉10
‑
20份、相容剂1
‑
5份、热稳定剂1
‑
5份、扩链剂
0
‑
1份、润滑剂0
‑
1份。
[0010]所述淀粉为玉米淀粉、绿豆淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉中的至少一种。通过植物淀粉的加入不仅可以降低原料成本，还能借助PBAT和PLA的特性来改善淀粉的可加工性以及力学性能、耐水性能和热稳定性能。当然本专利技术能够使用的淀粉不限于列举的这些淀粉，也可以使用其他本领域已知的淀粉。
[0011]由于PBAT与PLA、淀粉的相容性差，因此很难混合均匀，本专利技术采用向PBAT
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PLA
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淀粉共混体系中加入相容剂的方式来实现增容。相容剂有两种选择，一种是乙烯
‑
丙烯酸共聚物，另一种是N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(2,2,2
‑
三氟乙酰基)甘氨酸均聚物。其中乙烯
‑
丙烯酸共聚物是以乙烯和丙烯酸作为单体经共聚反应生成的聚合物，N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(2,2,2
‑
三氟乙酰基)甘氨酸均聚物是以N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(2,2,2
‑
三氟乙酰基)甘氨酸作为单体经均聚反应生成的聚合物。
[0012]所述相容剂为乙烯
‑
丙烯酸共聚物。购买市售的乙烯
‑
丙烯酸共聚物作为相容剂使用，提高PBAT
‑
PLA
‑
淀粉共混体系的相容性。
[0013]所述相容剂为N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(2,2,2
‑
三氟乙酰基)甘氨酸均聚物。该均聚物是本专利技术为了提高相容剂的作用效果而制备的新型聚合物，将其作为相容剂后能够取得明显优于乙烯
‑
丙烯酸共聚物的作用效果。在N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(2,2,2
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三氟乙酰基)甘氨酸均聚物的合成过程中需要控制其分子量，分子量过小或者过大都会影响相容剂的作用效果。优选地，所述N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(2,2,2
‑
三氟乙酰基)甘氨酸均聚物的数均分子量为2
‑
5万。
[0014]所述热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙中的至少一种。热稳定剂的加入能够提高聚合物的热稳定性，当然本专利技术能够使用的热稳定剂不限于列举的这些热稳定剂，也可以使用本领域已知的其他热稳定剂，如有机锡稳定剂、混合金属稳定剂等。
[0015]所述扩链剂为ADR扩链剂。ADR扩链剂可以提高聚合物的分子量，引入长链支化结构，提高聚合物熔体强度以及加工稳定性。当然本专利技术能够使用的扩链剂不限于ADR扩链剂，也可以使用本领域已知的其他扩链剂。
[0016]所述润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡中的至少一种。润滑剂的加入能够提高流动性，改善聚合物与料筒和模具的黏附性，还能改善薄膜的外观和光泽，也可以起到熔融促进剂、防静电剂等作用。当然本专利技术能够使用的润滑剂不限于列举出的这些润滑剂，也可以使用本领域已知的其他润滑剂。
[0017]本专利技术的目的之二是提供一种淀粉基PBAT生物可降解材料的制备方法，取PBAT、PLA、淀粉、相容剂、热稳定剂、扩链剂、润滑剂经低温干燥后按比例混合均匀，然后送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到淀粉基PBAT生物可降解材料。
[0018]所述低温干燥温度为50
‑
80℃。
[0019]所述双螺杆挤出机从加料段到机头温度为150
‑
200℃。
[0020]本专利技术的目的之三是提供所述淀粉基PBAT生物可降解材料在农用地膜、包装膜、购物袋、垃圾袋制备中的应用。本专利技术制备的所述淀粉基PBAT生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基PBAT生物可降解材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：PBAT 50
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60份、PLA 10
‑
20份、淀粉10
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20份、相容剂1
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5份、热稳定剂1
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5份、扩链剂0
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1份、润滑剂0
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1份。2.根据权利要求1所述的淀粉基PBAT生物可降解材料，其特征在于：所述淀粉为玉米淀粉、绿豆淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉中的至少一种。3.根据权利要求1所述的淀粉基PBAT生物可降解材料，其特征在于：所述相容剂为乙烯
‑
丙烯酸共聚物。4.根据权利要求1所述的淀粉基PBAT生物可降解材料，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙中的至少一种。5.根据权利要求1所述的淀粉基PBAT生物可降解材料，其特征在于：所述扩链剂为ADR扩链剂。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴磊，李汪洋，李莉，王琪，聂敏，陈宁，刘鹏举，李怡俊，贺允，刘梦茹，
申请(专利权)人：安徽瑞鸿新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：