[發(fā)明專利]一種可完全生物降解的聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710071358.3
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101157792A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓常玉;陳志明;白驊;董麗松
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江海正生物材料股份有限公司;中國科學院長春應(yīng)用化學研究所
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L3/02;C08K5/20;B29C47/40;B29B9/12;C08K5/00;C08K3/00
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務(wù)所
• 代理人: 張智平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚酯復(fù)合材料及其制備方法，尤其涉及一種一種可完全生物降解的聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法；屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高分子材料的廢棄物給環(huán)境帶來的負面影響已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注，解決“白色污染”提高環(huán)境質(zhì)量成為進入21世紀的科學發(fā)展的熱點之一。因此，國內(nèi)外能夠完全生物降解塑料的研制開發(fā)工作非常活躍，并已有部分開始了工業(yè)化生產(chǎn)，發(fā)展相當迅速。生物降解塑料既具有使用時發(fā)揮塑料本身的優(yōu)良性能，用后廢棄時又能被各種生物(酶)分解，不給環(huán)境帶來污染的特點。因此，大力開發(fā)和推廣可生物降解高分子材料，是解決白色污染標本兼治的方法，符合當今高分子材料綠色化的潮流。

合成聚乳酸的最初原料是淀粉，淀粉經(jīng)生物發(fā)酵過程轉(zhuǎn)化為乳酸，乳酸通過直接縮聚或再經(jīng)過丙交酯開環(huán)聚合得到聚乳酸。由此可見，聚乳酸不同于其它通用塑料的本質(zhì)之一是它利用了可再生性的植物資源。這樣可以有效的緩解日益枯竭的不可再生資源。聚乳酸具有與通用塑料完全類同的性能，如力學性能和可加工性。特別是目前大規(guī)模的生產(chǎn)使得聚乳酸樹脂的成本下降，相對于其它生物降解高分子材料變得非常廉價。如美國佳吉(Cargill)公司已經(jīng)具有年產(chǎn)14萬噸的聚乳酸生產(chǎn)能力。在國內(nèi)，浙江海正生物材料股份公司已經(jīng)建成年產(chǎn)5000噸聚乳酸示范生產(chǎn)線。因此，聚乳酸的發(fā)展倍受高分子學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。

此外將淀粉與高分子材料進行共混制備高分子復(fù)合材料具有很多優(yōu)點，如成本較低，加工性能良好等。如美國專利申請(US20060194902)公開了聚乙烯或聚丙烯與淀粉復(fù)合材料的制備方法。美國專利專利申請(US20040082678)公開了聚乙烯或聚丙烯與淀粉復(fù)合多層膜材料用于包裝領(lǐng)域。這些材料從減量化角度看具有十分可取之處，也具有較好的市場份額；但是，聚乙烯、聚丙烯不具有生降解特性，當?shù)矸弁耆到夂螅@些傳統(tǒng)的石油基聚合物依然存在于環(huán)境中，對環(huán)境造成污染。而現(xiàn)有技術(shù)中將淀粉與聚乳酸進行共混，雖然保證了所得材料的完全生物降解特性，但是，在加工和使用性能方面存在著明顯不足，如脆性嚴重，外觀粗糙等，這將在很大程度上限制該復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，提供一種具有可完全生物降解、力學性能好、耐老化性能強和加工性能優(yōu)異的聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案得以實施：一種可完全生物降解的聚乳酸復(fù)合材料，該材料包括以下重量份的成分：

聚乳酸100份；熱塑性淀粉10～100份；增塑劑5～30份；

無機填料3～20份；抗氧劑0.5～2份；潤滑劑0.1-2份。

由于聚乳酸和熱塑性淀粉都具有完全生物降解性能，利用該成分制成的聚乳酸復(fù)合材料也可完全生物降解；此外本發(fā)明的成分配伍合理，各種成分之間協(xié)同作用從而使制得聚乳酸復(fù)合材料還具有優(yōu)異的力學性能和耐老化性能。

在上述的一種可完全生物降解的聚乳酸復(fù)合材料中，所述的聚乳酸的數(shù)均分子量為5～20萬道爾頓。如果采用的聚乳酸的數(shù)均分子量小于5萬道爾頓，制成的聚乳酸復(fù)合材料的力學性能較差，不能滿足實際應(yīng)用的要求，如果聚乳酸的數(shù)均分子量大于20萬道爾頓，則其加工性能差，在現(xiàn)有的設(shè)備上無法進行加工。

在上述的一種可完全生物降解的聚乳酸復(fù)合材料中，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙二醇、鄰苯二甲酸二乙酯、檸檬酸三丁酯、乙酰化檸檬酸三乙酯、乙酰化檸檬酸三丁酯中一種。作為優(yōu)選，所述的增塑劑為聚乙二醇，其數(shù)均分子量為400～20000道爾頓。采用聚乙二醇作為增塑劑可以有效的克服增塑劑的遷移，但是當其數(shù)均分子量小于400道爾頓，聚乙二醇很容易遷移，當其數(shù)均分子量大于20000，則不能對復(fù)合材料進行很好的增塑。

在上述的一種可完全生物降解的聚乳酸復(fù)合材料中，所述的無機填料為碳酸鈣，滑石粉，蒙脫土中一種。使用上述無機填料可以有效的對復(fù)合材料進行增強。

在上述的一種可完全生物降解的聚乳酸復(fù)合材料中，所述的抗氧劑為四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基)丙酸〕季戊四醇酯。本發(fā)明所用的抗氧劑的型號為抗氧劑ky-7910，化學名稱為四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基)丙酸〕季戊四醇酯。

在上述的一種可完全生物降解的聚乳酸復(fù)合材料中，所述的潤滑劑為硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬酯酸鋅、亞乙基雙硬脂酰胺、亞烷基二脂肪酰胺中一種。

本發(fā)明還提供了上述聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，該方法包括以下步驟：