[發明專利]一種高熱穩定性改性PHA薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011475288.X
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112592569B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 張平;付永前;張舜;盧明聰
• 申請（專利權）人: 浙江金晟環保股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K5/053;C08K5/103;C08G63/91;C08J5/18
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發明公開了一種高熱穩定性改性PHA薄膜及其制備方法，該PHA薄膜是通過以下重量份的組分制成：改性PHA 40?60份，PLA 30?35份，三醋酸甘油酯5?10份，甘油5?25份。本發明方法制備得到的高熱穩定性改性PHA薄膜，有效提高力學性能，玻璃化轉變溫度提高，有效提高薄膜熱穩定性。

技術領域

本發明涉及薄膜制備領域，更具體地，涉及一種高熱穩定性PHA薄膜及其制備方法。

背景技術

PHA(聚羥基脂肪酸酯)，是很多細菌合成的一種胞內聚酯，在生物體內主要作為碳源和能源的貯藏性物質存在。生物可降解性是其典型特征，可自然循環且不產生工業垃圾。PHA具有良好的生物相容性，典型的降解產物是3-羥基丁酸，是人體血液中常見的酮體之一，不會引起免疫排斥或代謝毒性。因此，PHA作為最有潛力替代傳統石油基的高分子材料之一，也日益成為研究熱點。但是，PHA也存在著很多缺點，限制著其大規模的應用，PHA疏水性強，后結晶嚴重，熱穩定性差及加工窗口窄是其主要的缺陷。

PHA的性質柔軟，成膜性好，但是由于其自身性質的局限性，在制備薄膜方面的技術還需要進一步提高。聚乳酸(PLA)作為唯一具有透明性的生物塑料，具有良好的力學性能，并且PLA具有生物相容性、生物可吸收性、熱穩定性和生物降解性。

發明內容

本發明在不降低PHA/PLA薄膜性能的基礎上，通過對PHA進行預處理，并且加入增塑劑來提高PHA/PLA薄膜的熱穩定性。

本發明的目的是通過以下方式實現的：

一種高熱穩定性改性PHA薄膜，是通過以下重量份的組分制成：

優選上述高熱穩定性改性PHA薄膜，是通過以下重量份的組分制成：

優選改性PHA采用的干法改性，具體為：取40-50份PHA粉末與1-5份的馬來酸酐混勻，于80-85℃中加熱并在500-600rpm條件下磁力攪拌3-4h，60℃烘干。

改性后的PHA羥基數量減少，能夠與PLA的相容性進一步提高。

上述高熱穩定性改性PHA薄膜的制備方法包括以下步驟：

共混：將改性PHA、PLA加入到高速攪拌機中，密封頂蓋，低速攪拌5-10min；打開助劑閥門，將三醋酸甘油酯和甘油緩慢地加入到高速攪拌機中，中速攪拌10-15min，最后用最高速攪拌30-40min。優選混合溫度為180-200℃，該溫度可以使共混物處于最佳狀態，溫度過低容易出現凝結現象，溫度過高會使共混物過于柔軟不容易成膜。

超聲輔助：將上述的共混液體在超聲破碎儀中超聲10-30min，優選超聲破碎儀的功率為800w。

成膜：將混合物料加入到擠出機中擠出，共擠模頭的溫度為165-175℃；然后經壓延出片，壓延溫度為160-170℃；引離；再依次經過拉伸、冷卻、牽引和卷曲得到PHA/PLA復合薄膜。

上述成膜步驟中，優選引離轉速為40-50rpm，可以使成膜的厚度在最佳范圍內，膜厚0.05-0.1mm。

與現有技術比較本發明的有益效果：

1、將PHA通過馬來酸酐改性，馬來酸酐和PHA進行酯化反應，PHA分子上的一部分羥基被馬來酸酐基團取代，PHA中的羥基數目減少，PHA與PLA的相容性提高，玻璃化轉變溫度提高，有效提高薄膜熱穩定性；

2、改性PHA和PLA共混后，可以有效提高PHA的力學性能；

3、加入三醋酸甘油酯和甘油作為增塑劑后，可以有效提高薄膜的熱穩定性；