CN102108196A - 一种聚乳酸可降解材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可降解材料的制备方法，特指一种聚乳酸可降解材料的制备方法。该聚乳酸可降解材料的制备方法包括如下步骤：一、按照下面重量百分比准备原料：聚乳酸50～80％；醋酸纤维素10～40％；生物降解聚酯1～10％；增塑剂1～10％；纳米有机改性蒙脱土1～5％；二、将聚乳酸、醋酸纤维素、生物降解聚酯、增塑剂、纳米有机改性蒙脱土加入到高速混合机内，搅拌均匀；三、将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，得到可降解材料。本发明的生产方法的优点是工艺简单，采用一步法把各种原料混合，通过双螺杆挤出机造粒即可得到所制备的材料。通过本发明制备的降解材料所生产的制品，其刚性很好，各项性能指标优异。

Description

一种聚乳酸可降解材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可降解材料的制备方法，特指一种聚乳酸可降解材料的制备方法。
背景技术：
聚乳酸(PLA)也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此聚乳酸是理想的绿色高分子材料。
由于聚乳酸是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不会污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。
长期以来，我们所使用的塑料产品，例如农膜材料都是用石油合成树脂，如聚氯乙烯，聚丙烯，聚乙烯等材料制成的一次性制成品，用完后被废弃为垃圾，有的被随处丢弃，有的被堆埋、或焚烧等，极大的浪费了资源。这些塑料产品需200年左右才能被分解。而对其进行处理过程中产生的有害物质直接污染大气和水源。这些废弃的保水膜也对土地的土壤结构产生很大的破坏，直接导致了土地减产等一系列不良后果。
基于上述所述，将聚乳酸应用到传统的塑料产品中已经是目前的一个研究方向，但是在实际制备过程中，聚乳酸材料还存在一定的不足，例如其抗冲击性、热稳定性等均存在不足，还需要进一步的研究。本发明人正是基于此，在提高冲击性能和热稳定性能的同时提高其刚性，提出本发明。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题就在于提供一种聚乳酸可降解材料的制备方法，通过该方法制备的降解材料所生产的制品，其刚性好，各项性能指标优异，可广泛应用在注塑产品的生产工艺中，并且该注塑产品在使用完以后，丢弃在大自然中或堆埋在垃圾中，可在半年至一年的时间内被完全分解成二氧化碳和水等，不会对土壤结构形成破坏。
为解决本发明技术问题，本发明采用了如下的技术方案：该聚乳酸可降解材料的制备方法包括如下步骤：
一、按照下面重量百分比准备原料：
聚乳酸              50～80％；
醋酸纤维素          10～40％；
生物降解聚酯        1～10％；
增塑剂              1～10％；
纳米有机改性蒙脱土  1～5％；
二、将聚乳酸、醋酸纤维素、生物降解聚酯、增塑剂、纳米有机改性蒙脱土加入到高速混合机内，搅拌均匀；
三、将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，得到可降解材料。
上述技术方案中，所述醋酸纤维素的取代度＞2.3，灰份≤800ppm，聚合度≥500。
上述技术方案中，所述生物降解聚酯为聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚物、聚羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯、二氧化碳-环氧化合物共聚物中的一种或其混合物。
上述技术方案中，所述增塑剂为聚乙二醇、三醋酸甘油酯、柠檬酸酯中的一种或其混合物。
上述技术方案中，所述的造粒机中采用了双螺杆挤出机，加工温度为140～200℃，螺杆转速为30-300rpm。
上述技术方案中，所述的造粒机中采用水冷方式冷却挤出的熔融条料，其中，水槽冷却水温度应保持在20℃～30℃。
另外，本发明中还可以加入适量的多羟基聚酯增韧剂，用于提高材料的冲击强度。
综上所述，本发明的生产方法的优点是工艺简单，采用一步法把各种原料混合，通过双螺杆挤出机造粒即可得到所制备的材料；另外，其生产工艺简单、成本低，使用性能优越。本发明所制备的可降解材料具有如下优点：冲击性能好、热稳定性能好、刚性好、生物降解性能好、降解完全、对环境无污染、无毒性、不会土壤结构产生破坏。
具体实施例方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
本实施例一制作聚乳酸可降解材料的制备方法包括如下步骤：
一、按照下面重量百分比准备原料：
聚乳酸                60％；
醋酸纤维素            25％；
聚己内酯              5％；
聚乙二醇              8％；
纳米有机改性蒙脱土    2％。
二、将聚乳酸、醋酸纤维素、聚己内酯、聚乙二醇、纳米有机改性蒙脱土加入到高速混合机内，搅拌均匀。
三、将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，得到可降解材料。
实施例二
本实施例二制作聚乳酸可降解材料的制备方法包括如下步骤：
一、按照下面重量百分比准备原料：
聚乳酸             50％；
醋酸纤维素         35％；
聚丁二酸丁二醇酯   8％；
三醋酸甘油酯       3％；
纳米有机改性蒙脱土 4％。
二、将聚乳酸、醋酸纤维素、聚丁二酸丁二醇酯、三醋酸甘油酯、纳米有机改性蒙脱土加入到高速混合机内，搅拌均匀。
三、将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，得到可降解材料。
上述实施例一、实施例二中的醋酸纤维素和纳米有机改性蒙脱土作为增强剂，用于提高材料的刚性。
上述实施例一、实施例二的造粒机中采用了双螺杆挤出机，将所述的造粒机中采用水冷方式冷却挤出的熔融条料，其中，加工温度为180℃，螺杆转速为150rpm。最后生产的可生物降解树脂颗粒规格为：粒度为φ2～3mm，长度为3～4mm，圆柱形颗粒。
上述实施例一、实施例二的造粒机中采用水冷方式冷却挤出的熔融条料，其中，水槽冷却水温度应保持在20℃～30℃。
另外，上述实施例一、实施例二中还可以加入适量的多羟基聚酯增韧剂，用于提高材料的冲击强度。
当然，以上所述仅为本发明的几个实例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (5)

1.一种聚乳酸可降解材料的制备方法，其特征在于：该聚乳酸可降解材料的制备方法包括如下步骤：
一、按照下面重量百分比准备原料：
聚乳酸             50～80％；
醋酸纤维素         10～40％；
生物降解聚酯       1～10％；
增塑剂             1～10％；
纳米有机改性蒙脱土 1～5％；
二、将聚乳酸、醋酸纤维素、生物降解聚酯、增塑剂、纳米有机改性蒙脱土加入到高速混合机内，搅拌均匀；
三、将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，得到可降解材料。
2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸可降解材料的制备方法，其特征在于：所述醋酸纤维素的取代度＞2.3，灰份≤800ppm，聚合度≥500。
3.根据权利要求1所述的一种聚乳酸可降解材料的制备方法，其特征在于：所述生物降解聚酯为聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚物、聚羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯、二氧化碳-环氧化合物共聚物中的一种或其混合物。
4.根据权利要求1所述的一种聚乳酸可降解材料的制备方法，其特征在于：所述增塑剂为聚乙二醇、三醋酸甘油酯、柠檬酸酯中的一种或其混合物。
5.根据权利要求1所述的一种聚乳酸可降解材料的制备方法，其特征在于：所述的造粒机中采用了双螺杆挤出机，加工温度为140～200℃，螺杆转速为30-300rpm。
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