[發(fā)明專利]一種抗撕裂高韌性生物可降解材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611028759.6
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106633722B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陽范文;鄧健能;陳曉明;李道斌;何健;溫變英;田秀梅;朱繼翔;徐蒙蒙;陳煒
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州醫(yī)科大學(xué);廣州市海珥瑪植物油脂有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08K13/06;C08K9/06;C08K5/1515;C08K7/24;C08K3/04;C08K3/36;C08K3/26;C08K3/34;C08K3/30
• 代理公司: 廣州三辰專利事務(wù)所(普通合伙) 44227
• 代理人: 范欽正

本發(fā)明公開了一種抗撕裂高韌性生物可降解材料，由以下按質(zhì)量百分比計(jì)的物質(zhì)組成：30％～96.3％PLA、5～60％PBAT、1％～30％增塑劑、0.5％～15％納米材料、0～20％礦物粉體、0.1～0.5％環(huán)氧擴(kuò)鏈劑、0.1～2％偶聯(lián)劑和0.1％～1％抗氧劑。上述材料采用兩步法熔融共混工藝制備：(1)用高速混合機(jī)對納米材料進(jìn)行表面處理后采用高轉(zhuǎn)速、高扭矩雙螺桿擠出機(jī)制備PBAT/納米材料一步料；(2)采用雙螺桿擠出機(jī)、通過分步加料方法在擠出機(jī)的前段完成反應(yīng)增塑，在中后段實(shí)現(xiàn)反應(yīng)性擴(kuò)鏈和增容。該材料具有抗撕裂強(qiáng)度高和柔韌性好的優(yōu)點(diǎn)，在快遞、食品、服裝和日用品包裝等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抗撕裂高韌性生物可降解材料及其制備方法，具體涉及一種納米材料改性、乙酰環(huán)氧化植物油酸己二酸甘油酯增塑增韌的生物可降解材料及其制備方法。該材料具有抗撕裂和高韌性等優(yōu)點(diǎn)。

背景技術(shù)

近年來，網(wǎng)購現(xiàn)已成為一種重要購物方式。2015年全國快遞業(yè)務(wù)量達(dá)到206億件，同比增長48％，消耗編織袋29.6億條、塑料袋82.6億個(gè)、包裝箱99億個(gè)、膠帶169.5億米，CO₂排放2300萬噸。

目前，用于快遞包裝有膠袋、文件封、氣泡袋和編織袋等。聚乙烯(PE)制作的快遞膠袋成本低、使用方便和防水性能好等優(yōu)點(diǎn)，是快遞包裝的主要材料。然而，由于聚乙烯無法降解、回收成本高，由此產(chǎn)生的快遞包裝垃圾覆蓋面廣、對環(huán)境危害大。

2016年6月，菜鳥網(wǎng)絡(luò)攜32家全球物流合作伙伴啟動(dòng)“綠動(dòng)計(jì)劃”，承諾到2020年替換50％的包裝材料為100％可降解綠色包材。生物可降解材料在快遞包裝等領(lǐng)域展示出良好的應(yīng)用前景，是解決包裝垃圾污染、保護(hù)地球和降碳減排的有效手段之一。

目前，生物可降解材料的種類有聚乳酸(PLA)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚己內(nèi)酯(PCL)和聚羥基脂肪酸酯(PHA)等。其中，PLA是一種價(jià)格低、來源于植物淀粉、可真正意義上實(shí)現(xiàn)完全可循環(huán)的生物降解材料。PLA的拉伸強(qiáng)度高、透明度好和印刷性能優(yōu)良，然而韌性差、撕裂強(qiáng)度低，無法滿足快遞包裝的要求。PBAT柔韌性好、斷裂伸長率高，然而其拉伸強(qiáng)度低、撕裂強(qiáng)度差、價(jià)格較高，直接用于快遞包裝性價(jià)比不理想。

將PLA/PBAT共混改性，通過增塑、增容、增韌和納米錨固技術(shù)獲得抗撕裂好、高韌高和價(jià)格適中的生物可降解材料，在快遞包裝、日用品包裝、醫(yī)療用品包裝和食品包裝等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)與不足，提供一種抗撕裂高韌性生物可降解材料。本發(fā)明以PLA/PBAT為基材，添加納米材料、偶聯(lián)劑、增塑劑和環(huán)氧擴(kuò)鏈劑等組分，采用兩步法熔融共混工藝進(jìn)行制備。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述的抗撕裂高韌性生物可降解材料的制備方法。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種抗撕裂高韌性生物可降解材料，由如下按質(zhì)量百分比計(jì)的物質(zhì)組成：30％～96.3％PLA、5％～60％PBAT、1％～30％增塑劑、0.5％～15％納米材料、0～20％礦物粉體、0.1～0.5％環(huán)氧擴(kuò)鏈劑、0.1～2％偶聯(lián)劑和0.1％～1％抗氧劑。

所述的PLA為數(shù)均分子量為50000～200000的聚乳酸，優(yōu)選數(shù)均分子量為80000～120000的聚乳酸。

所述的PBAT為數(shù)均分子量為30000～120000的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯，優(yōu)選為數(shù)均分子量為50000～100000的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯。

所述的增塑劑為乙酰環(huán)氧化脂肪酸酯，優(yōu)選為乙酰環(huán)氧化植物油酸己二酸甘油酯低聚物。

所述的乙酰環(huán)氧化植物油酸己二酸甘油酯低聚物的結(jié)構(gòu)如下: