【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种pbat/pbat-g-gma/caco3三元复合生物降解材料的制备方法，通过pbat与gma接枝共聚增容改性pbat/caco3复合材料。
技术介绍
1、传统石油基不可降解塑料的广泛应用导致了严重的环境污染问题，因此，可生物降解塑料作为解决塑料污染的最优解，得到了广泛的关注。pbat的机械性能、加工性能可与聚乙烯相媲美，在农业和包装领域具有广阔的应用前景。然而，价格昂贵、弹性模量较低和阻隔性能较差等缺点阻碍了其进一步的推广和应用。通常可以使用低成本的填料如caco3与pbat进行共混，caco3的引入不仅可以降低pbat基塑料的生产成本，提高pbat基材料的力学性能、还可以作为物理屏障，阻隔气体或水分子的扩散和渗透。
2、然而，caco3颗粒的大小、在聚合物基体中的分散状况及其在界面处与基体的粘附情况对复合材料的性能都有重要影响。随着caco3添加量的提高，pbat基体的拉伸强度有所增加，但是断裂伸长率出现明显下降。带有gma单体的环氧类扩链剂被研究者们广泛使用来提高pbat和caco3的相容性，改善caco3在pbat基体中的分散，如巴斯夫公司生产的adr系列扩链剂。但大部分商用环氧扩链剂都采用苯乙烯或者丙烯酸酯类作为共聚单体，这会影响pbat的降解性能，且这些单体本身具有一定毒性。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述技术问题，提供了一种pbat/pbat-g-gma/caco3三元复合生物降解材料的制备方法。本专利技术选
2、本专利技术pbat/pbat-g-gma/caco3三元复合生物降解材料的制备方法，首先通过熔融接枝反应在pbat基体上接枝gma单体得到支化改性的pbat-g-gma，然后以pbat-g-gma作为增容剂制备pbat/pbat-g-gma/caco3复合材料，pbat-g-gma的引入可以提高复合材料的界面相容性和机械性能。具体包括如下步骤：
3、步骤1：在转矩流变仪中利用引发剂产生的自由基引发pbat和gma发生熔融接枝反应，即可获得gma接枝改性pbat，即pbat-g-gma；
4、步骤2：首先将pbat、caco3和偶联剂预混合制备得到caco3母粒，然后与干燥的pbat、pbat-g-gma混合均匀，将混合料加入温度160℃、转速50rpm的密炼机中混合10min，得到pbat/pbat-g-gma/caco3复合材料。
5、步骤1中，所述引发剂为过氧化物，优选为过氧化二异丙苯。
6、步骤1中，所述pbat的数均分子量为50000-100000，优选为70000-90000；熔融指数范围为5.0-10.0g/10min(190℃/2.16kg)。
7、步骤1中，pbat、gma和引发剂的质量比为94.5-84.5g：5-15g：0.5g，总量以100g计。
8、步骤1中，pbat-g-gma的制备具体包括如下步骤：按照配比量，将gma和引发剂预混均匀，然后加入干燥的pbat并混合均匀；将混合料加入温度150℃、转速60rpm的密炼机中反应6min，将产物在80℃烘箱中干燥12h，得到接枝改性pbat，即pbat-g-gma。
9、将pbat-g-gma纯化后通过滴定法测得5％、10％、15％gma含量时接枝率依次为1.15％、3.59％、4.21％。gma含量在5％时接枝率较低，改性效果不佳，随着gma含量达到15％，由于是通过熔融接枝反应，在加工设备中gma的损耗较大，接枝率相对10％时提升较小，在经济上不可取。pbat-g-gma主要是通过gma基团发生反应，并非pbat-g-gma含量越高效果越好。通过效果数据对比，10-15％gma含量时效果较优。
10、步骤2中，caco3母粒的制备具体包括如下步骤：首先将caco3和偶联剂置于高速混合机中120℃搅拌10min，将活化后的caco3和pbat混合均匀，通过转矩流变仪的密炼设备在140℃、50rpm条件下混合5min，制备得到caco3母粒。
11、步骤2中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂102、硅烷偶联剂kh550、kh560中的至少一种，优选为钛酸酯偶联剂102和硅烷偶联剂kh560。
12、步骤2中，制备caco3母粒时caco3和pbat的质量比优选为7：3。
13、步骤2中，caco3的粒径为1000-3000nm，优选为1000-2000nm。
14、步骤2中，pbat、caco3母粒与pbat-g-gma混合的质量比为40-32g：60-48g：0-20g。
15、进一步地，pbat-g-gma的添加质量为pbat和caco3母粒总质量的10-20％。
16、与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
17、本专利技术在过氧化二异丙苯的引发下，通过熔融接枝反应使gma单体接枝到pbat分子链上，制备得到pbat-g-gma。相较于传统相容剂，pbat-g-gma的制备工艺简单，安全环保，增容效果显著。和未改性的pbat/caco3复合材料相比，本专利技术的pbat/pbat-g-gma/caco3复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均得到大幅提升，在高caco3含量时还能保持优良的力学性能，且本专利技术复合材料的制备方法简单便捷，易连续化生产，在可生物降解塑料领域具有广阔的应用前景。
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1.一种PBAT/PBAT-g-GMA/CaCO3三元复合生物降解材料的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种pbat/pbat-g-gma/caco3三元复合生物降解材料的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的...
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