[發明專利]一種可降解塑料膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202011432007.2
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112538243A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 雷國輝
• 申請（專利權）人: 成都昌菱塘環保科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L87/00;C08L3/02;C08J5/18
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種可降解塑料膜及其制備方法，包括以下重量份數的原料組成：100?200份聚乳酸，10?15份金屬?有機框架材料，20?80份熱塑性淀粉；所述金屬?有機框架材料中，金屬元素為單原子狀態與有機框架結合。在制時，包括：熱塑性淀粉的制備：在淀粉中加入淀粉質量1?5%的D?山梨醇，加熱剪切后，得熱塑性淀粉；基體塑料的制備：將聚乳酸和熱塑性淀粉加熱共混；再加入金屬?有機框架材料和氧化石墨烯，繼續加熱共混后，擠出造粒，得基體塑料；產品的制備：將基體塑料流延成膜，即得可降解塑料膜。本發明所得產品具有良好的機械性能，且經過長時間存放后，力學性能仍然可以得到有效保持。

技術領域

本發明涉及高分子加工技術領域，具體是一種可降解塑料膜及其制備方法。

背景技術

淀粉的分子結構分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉主要由脫水葡萄糖單元通過α-1，4糖苷鍵連接而成，含有少量由α-1，6糖苷鍵連接。天然淀粉一般由70-80%支鏈淀粉和20-30%直鏈淀粉組成。將淀粉在冷水中充分分散，升高溫度，淀粉吸水膨脹轉變為淀粉糊。淀粉糊在光滑平面上干燥，形成淀粉膜。這種淀粉膜機械性能差、韌性低，通過對淀粉改性處理和與增強劑共混制得機械性能良好的淀粉基薄膜，可作為淀粉基降解塑料使用。

由于單一的淀粉成分的薄膜機械性能差，質脆，易折斷。使淀粉膜的應用范圍窄，應用價值不高。淀粉基生物降解塑料的設計思路往往是將淀粉進行改性處理改善其熱塑成膜性能，或者將淀粉與其他成膜材料、增強劑材料共混制備生物降解塑料。常見的淀粉基復合降解塑料將淀粉和合成高分子聚合物（如聚乙烯醇PVA、聚乳酸PLA等）、天然高分子聚合物（如植物纖維、淀粉顆粒、細菌纖維素、殼聚糖等）、其他添加材料（如黏土、石墨烯、滑石粉等）以及增塑劑共混復合，獲得淀粉基復合降解塑料。這些塑料均能實現完全生物降解，可應用于包裝材料、食品容器、一次性餐具、緩沖包材、兒童玩具等多種領域。

然而，為了改善淀粉基可降解膜的力學性能，通過添加填料來改善是途徑之一，然而，由于基體膜材料（淀粉或其他高分子）為有機大分子材料，其與填料之間的界面相容性不佳，更何況淀粉和其他高分子之間也容易因為極性的不同導致相容性欠佳，而上述界面相容性不佳因素的存在，導致了產品在使用過程中容易發生相分離，從而使產品的使用壽命得到影響；因此，為了進一步提升產品的力學性能，并且使得力學性能可以在服役過程中得到有效保持，是本領域技術人員亟待解決的技術難題之一。

發明內容

本發明提供一種可降解塑料膜，以解決現有技術中淀粉膜添加了其他高分子材料或填料后，各組分之間因界面相容性不佳，容易導致出現相分離，機械性能不能得到有效提升，且隨著存放或使用時間的延長，力學性能快速下降的弊端。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種可降解塑料膜，包括以下重量份數的原料組成：100-200份聚乳酸，10-15份金屬-有機框架材料，20-80份熱塑性淀粉；

所述金屬-有機框架材料中，金屬元素為單原子狀態與有機框架結合。

本發明還提供了一種可降解塑料膜的制備方法，以解決現有技術中復合膜在產品制備和使用過程中容易因為發生相分離而發生力學性能下降的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種可降解塑料膜的制備方法，所述具體制備步驟包括：

原料的準備：按重量份數計，依次取100-200份聚乳酸，10-15份金屬-有機框架材料，20-80份熱塑性淀粉；以及金屬-有機框架材料質量0.1-0.3倍的氧化石墨烯；所述金屬-有機框架材料中，金屬元素為單原子狀態與有機框架結合；

熱塑性淀粉的制備：在淀粉中加入淀粉質量1-5%的D-山梨醇，加熱剪切后，得熱塑性淀粉；

基體塑料的制備：將聚乳酸和熱塑性淀粉加熱共混；再加入金屬-有機框架材料和氧化石墨烯，繼續加熱共混后，擠出造粒，得基體塑料；

產品的制備：將基體塑料流延成膜，即得可降解塑料膜。