一种全生物降解聚乙交酯材料制造技术

本发明专利技术公开了一种全生物降解聚乙交酯材料，该聚乙交酯材料包括聚乙交酯、聚乙二醇、柠檬酸三丁酯、甲苯二异氰酸酯、磷脂酰胆碱、亚磷酸一苯二异辛酯、季戊四醇油酸酯、萘醋酸钠、复合型填料、促降解剂、固化剂、稳定剂、催化剂。本发明专利技术中，通过将制备的复合型填料和促降解剂引入到聚乙交酯材料中，一方面可以在光照下加速聚乙交酯分子链的光氧化速率，从而可以加快聚乙交酯材料的光氧化降解的速率，使得聚乙交酯材料可以快速降解，另一方面则可以高效降解土壤中的有机污染物，从而提高土壤中的碳源含量，促进土壤中微生物的快速富集，使得聚乙交酯材料可以在微生物作用下加快降解速度，实现聚乙交酯材料的快速全降解。聚乙交酯材料的快速全降解。

【技术实现步骤摘要】
一种全生物降解聚乙交酯材料


[0001]本专利技术涉及降解材料
，具体为一种全生物降解聚乙交酯材料。

技术介绍

[0002]聚乙交酯是一种高结晶、可生物降解的脂肪族聚合物，熔点为220
‑
240℃，采用有机金属化合物、钛化合物或路易斯酸作为催化剂，乙醇作为分子量和反应速率控制剂，在高温和低压的条件下，通过乙交脂阳离子开环聚合反应生成聚乙交酯产品。由于聚乙交酯是一种具有良好生物相容性和生物降解性的合成高分子材料，与传统性能稳定的合成树脂、合成橡胶、合成纤维的高分子材料不同，聚乙交酯作为合成高分子材料，在使用到一定时间后，能够逐渐降解，并最终变成对人体、动植物和自然环境无害的水和二氧化碳。因此聚乙交酯的应用主要表现在生物医学和生态学二个方面。在生物医学应用上，聚乙交酯主要表现在医用缝合线、药物控释载体、细胞培养、骨折固定材料、组织工程支架、缝合补强、器官再生材料等；在生态学应用上，聚乙交酯主要表现在自动降解农用薄膜、可降解林业用材、可降解水产业用材、沙漠土壤绿化保水材料、缓释除草剂等。例如公告号为CN113512281A的专利技术专利公开了一种改性PGA材料及其制备方法，以及改性PGA薄膜；该专利提供了一种改性PGA材料，由包括以下质量份组分的原料制得：70～80份的PGA；5～15份的离子液体；5～25份的填料；所述离子液体为1
‑
戊基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐；该专利采用上述特定离子液体及填料对PGA材料改性，能够有效提升材料的拉伸强度、断裂伸长率、拉伸模量，改善可加工性，并保持良好的生物降解性，但是其降解性能还有待提高，在自然环境下无法实现快速的全降解，其降解速度缓慢的特性容易对环境造成压力，导致环境污染，对聚乙交酯材料的发展产生一定的阻碍，不利于其推广利用。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种全生物降解聚乙交酯材料，通过将制备的复合型填料和促降解剂引入到聚乙交酯材料中，一方面可以在光照下加速聚乙交酯分子链的光氧化速率，从而可以加快聚乙交酯材料的光氧化降解的速率，使得聚乙交酯材料可以快速降解，另一方面则可以高效降解土壤中的有机污染物，从而提高土壤中的碳源含量，促进土壤中微生物的快速富集，使得聚乙交酯材料可以在微生物作用下加快降解速度，实现聚乙交酯材料的快速全降解。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种全生物降解聚乙交酯材料，按重量份数计，所述聚乙交酯材料包括如下组分：聚乙交酯30
‑
40份、聚乙二醇8
‑
13份、柠檬酸三丁酯3
‑
5份、甲苯二异氰酸酯4
‑
6份、磷脂酰胆碱1
‑
3份、亚磷酸一苯二异辛酯3
‑
6份、季戊四醇油酸酯6
‑
10份、萘醋酸钠1
‑
2份、复合型填料5
‑
8份、促降解剂2
‑
4份、固化剂3
‑
6份、稳定剂3
‑
6份、催化剂1
‑
2份。
[0006]作为本专利技术的进一步优选方案，所述固化剂为二乙烯三胺、2
‑
甲基咪唑、山梨醇中至少一种；
[0007]所述稳定剂为环氧大豆油、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酰胺中至少一种；
[0008]所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中至少一种。
[0009]作为本专利技术的进一步优选方案，所述复合型填料的制备方法如下：
[0010]1)将醋酸锌、三氯化铁以及醋酸钠溶于乙二醇中，室温下充分搅拌后再加入二氧化锆，超声分散均匀后得到分散混合液，然后转移至反应釜中，升温至200
‑
230℃并恒温反应24
‑
28h，待反应结束后冷却至室温，将产物反复洗涤后烘干，得到复合微球；
[0011]2)在室温下，将六水合氯化镁溶解在二甘醇和去离子水中，充分搅拌至完全溶解后，将形成的混合溶液升温至65
‑
75℃，将四氯化钛缓慢滴加到反应体系中，混合均匀后加入复合微球，分散均匀后继续升温至220
‑
230℃，恒温反应3
‑
5h，待反应结束后，将产物冷却至室温，在磁力搅拌下加入到充足的丙酮中，离心分离后将得到的固体产物反复洗涤后烘干，得到复合型填料。
[0012]作为本专利技术的进一步优选方案，步骤1)中，所述醋酸锌、三氯化铁、醋酸钠、乙二醇、二氧化锆的用量比例为(0.8
‑
1.2)g：(2.1
‑
2.8)g：(3
‑
5)g：(60
‑
100)mL：(0.4
‑
0.6)g；
[0013]所述升温速率为1
‑
3℃/min。
[0014]作为本专利技术的进一步优选方案，步骤2)中，所述六水合氯化镁、二甘醇、去离子水、四氯化钛、复合微球的用量比例为(2
‑
5)mmol：(20
‑
50)mL：(0.2
‑
0.8)mL：(0.2
‑
0.6)mL：(3
‑
6)g。
[0015]作为本专利技术的进一步优选方案，所述促降解剂的制备方法如下：
[0016]1)将柚子皮粉、三氯化铁、尿素以及去离子水混合，搅拌均匀后静置20
‑
30h，烘干后转移至管式炉中，在氮气气氛下加热至500
‑
550℃，并恒温处理3
‑
5h，待冷却至室温后，将产物进行研磨，经去离子水冲洗干净后，得到掺杂型生物炭材料；
[0017]2)将二水合钨酸钠和一水合柠檬酸置于容器中，加入去离子水，充分搅拌均匀后，逐滴加入浓盐酸调节pH值至1
‑
2，然后加入掺杂型生物炭材料，超声分散均匀后转移至水热釜中，密封后在120
‑
130℃下反应24
‑
28h，在反应过程中施加200
‑
300W超声作用，待反应结束后缓慢冷却至室温，将产物离心后反复洗涤，烘干后转移至马弗炉中煅烧2
‑
3h，得到复合型生物炭材料；
[0018]3)向过氧化氢中加入柠檬酸，室温下搅拌5
‑
10min后加入尿素，在30
‑
35℃水浴锅中恒温加热30
‑
50min，然后转移至冰水浴中1
‑
3h，待处理结束后取出，在室温下加入复合型生物炭材料，转移至浸渍罐中，抽真空至罐内真空度在10
‑
50Pa，浸渍5
‑
10h，待浸渍完成后泄压至常压，将产物离心分离后烘干，得到促降解剂。
[0019]作为本专利技术的进一步优选方案，步骤1)中，所述柚子皮粉、三氯化铁、尿素、去离子水的用量比例为(2
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全生物降解聚乙交酯材料，其特征在于，按重量份数计，所述聚乙交酯材料包括如下组分：聚乙交酯30
‑
40份、聚乙二醇8
‑
13份、柠檬酸三丁酯3
‑
5份、甲苯二异氰酸酯4
‑
6份、磷脂酰胆碱1
‑
3份、亚磷酸一苯二异辛酯3
‑
6份、季戊四醇油酸酯6
‑
10份、萘醋酸钠1
‑
2份、复合型填料5
‑
8份、促降解剂2
‑
4份、固化剂3
‑
6份、稳定剂3
‑
6份、催化剂1
‑
2份。2.根据权利要求1所述的一种全生物降解聚乙交酯材料，其特征在于，所述固化剂为二乙烯三胺、2
‑
甲基咪唑、山梨醇中至少一种；所述稳定剂为环氧大豆油、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酰胺中至少一种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中至少一种。3.根据权利要求1所述的一种全生物降解聚乙交酯材料，其特征在于，所述复合型填料的制备方法如下：1）将醋酸锌、三氯化铁以及醋酸钠溶于乙二醇中，室温下充分搅拌后再加入二氧化锆，超声分散均匀后得到分散混合液，然后转移至反应釜中，升温至200
‑
230℃并恒温反应24
‑
28h，待反应结束后冷却至室温，将产物反复洗涤后烘干，得到复合微球；2）在室温下，将六水合氯化镁溶解在二甘醇和去离子水中，充分搅拌至完全溶解后，将形成的混合溶液升温至65
‑
75℃，将四氯化钛缓慢滴加到反应体系中，混合均匀后加入复合微球，分散均匀后继续升温至220
‑
230℃，恒温反应3
‑
5h，待反应结束后，将产物冷却至室温，在磁力搅拌下加入到充足的丙酮中，离心分离后将得到的固体产物反复洗涤后烘干，得到复合型填料。4.根据权利要求3所述的一种全生物降解聚乙交酯材料，其特征在于，步骤1）中，所述醋酸锌、三氯化铁、醋酸钠、乙二醇、二氧化锆的用量比例为（0.8
‑
1.2）g：（2.1
‑
2.8）g：（3
‑
5）g：（60
‑
100）mL：（0.4
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0.6）g；所述升温速率为1
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3℃/min。5.根据权利要求3所述的一种全生物降解聚乙交酯材料，其特征在于，步骤2）中，所述六水合氯化镁、二甘醇、去离子水、四氯化钛、复合微球的用量比例为（2
‑
5）mmol：（20
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50）mL：（0.2
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0.8）mL：（0.2
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0.6）mL：（3
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6）g。6.根据权利要求1所述的一种全生物降解聚乙交酯材料，其特征在于，所述促降解剂的制备方法如下：1）将柚子皮粉、三氯化铁、尿素以及去离子水混合，搅拌均匀后静置20
‑
30h，烘干后转移至管式炉中，在氮气气氛下加热至500
‑
550℃，并恒温处理3
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5h，待冷却至室温后，将产物进行研磨，经去离子水冲洗干净后，得到掺杂型生物炭材料；...

【专利技术属性】
技术研发人员：安俸伶，安小革，侯健珲，
申请(专利权)人：深圳毅彩鸿翔新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：