技術領域

本發明屬于新材料技術領域，具體涉及一種來源可再生、且可完全生物降解的聚乳酸片材及其制備方法。解決了目前聚乳酸回料物性指標大幅度下降的缺陷，提高了回料利用率，降低了聚乳酸片材的生產成本。

背景技術

從1907年貝克蘭發明酚醛塑料開始，塑料的推廣應用超過了100年，已逐漸發展成為一種廣泛應用于各個領域的新材料，近半個世紀內全世界塑料消耗量增長了100多倍，2010年全球塑料產量已超過2億噸，其中中國的塑料制品產量達到了5830.4萬噸，占到全球市場的1/4左右，而且中國的塑料制品產量每年都以超過10％的速率在增長。

塑料的大量推廣應用，方便人們生活的同時卻帶來了嚴重的生態環境問題。

塑料的來源主要是石油，目前全球石油資源都到了危機階段，對于中國來說尤其嚴重，中國的石油對外依存度已超過了50％。由于塑料的不可降解性，塑料的廣泛應用特別是包裝塑料的使用和丟棄對我們的生態系統造成了嚴重威脅，帶來了“白色污染”。目前處理廢塑料的主要方法為焚燒和填埋，焚燒塑料產生了大量的二氧化碳排放，導致了地球的溫室效應，加重了全球變暖，填埋造成了嚴重的地下水污染并占用了土地。因此，環保塑料的推廣應用意義重大。

聚乳酸(PLA)是脂肪族中最典型的一種生物降解塑料，它來源于年可再生資源農作物(含糖、淀粉類物質)，降解產物為二氧化碳和水。聚乳酸是以年可再生的生物質資源而非石油資源為原料的生物基高分子，擺脫了人類對化石資源的過分依賴；而且，聚乳酸制品廢棄后在堆肥條件下1年內可完全降解，解決了傳統塑料不可降解的白色污染問題，整個周期不會造成大氣中的二氧化碳的凈增長。

在此之前，國內外許多學者和生產企業在聚乳酸片材、設備及下游制品方面進行了大量開發工作。

在提高聚乳酸片材耐熱溫度方面，主要有提高聚乳酸結晶度(添加成核劑或提高聚乳酸的旋光性)、添加耐熱型高分子材料(如聚碳酸酯、苯乙烯共聚物等)、以及添加無機填料(如滑石粉)等方法。專利US20030038405和EP1463619A1介紹了一種耐熱性聚乳酸片材制品的制備方法，通過加熱聚乳酸片材使得聚乳酸部分結晶，然后在相對冷的模具上熱成型。專利WO2010038833A1披露了耐熱性聚乳酸片材和薄膜的制備方法，樹脂的組成包括：1)聚乳酸；2)酸性官能團改性烯烴聚合物(酸值為10-70毫克氫氧化鉀/克，重均分子量為10,000-80,000)；3)四氟乙烯聚合物。專利WO2007026489A1介紹了一種聚乳酸樹脂的多層片材，不同層的成分均為聚乳酸樹脂，不同在于成核劑的添加量；這種聚乳酸片材具有良好的成型性能、耐熱性和透明性好。專利CN1732228A涉及了聚乳酸聚合物片材及其熱成型制品。所述的聚乳酸片材是由無定型聚乳酸聚合物和結晶型聚乳酸聚合物組合形成，無定型聚乳酸為所述結晶型聚乳酸的50％以上，該組合一定程度上提高了聚乳酸的熱變形溫度，拓寬了使用范圍。專利CN1793227A介紹一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂組合物的制備方法，該組合物主要包括聚乳酸50-80份，耐熱型高分子材料苯乙烯共聚物20-50份，高熔體速率高分子材料脂肪族聚酯0-40份，復合型抗氧劑0.5份；該專利提及的聚乳酸類組合物可用于擠出注塑、吸塑、擠片或發泡等工藝。

在降低聚乳酸片材生產成本方面，主要通過與低成本材料共混來實現，涉及材料有淀粉、碳酸鈣、滑石粉等。專利CN1931907A介紹了一種用于制備片材及其制品的可降解組合物，組合物中取代度為0.1-3的酯化淀粉和/或醚化淀粉含量為30-55％wt，聚乳酸的含量為5-60％wt，多元醇的含量為5-40％wt。專利CN101367986A也介紹了聚乳酸和淀粉的復合材料，包含聚乳酸及其共聚物、淀粉、表面活性劑及偶聯劑或增容劑以及加工助劑，該復合材料可采用注塑成型、擠出成型、壓延成型、吹塑成型和熱成型等加工技術。