CN102268179B - 一种聚乳酸及其在排水板制备中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种聚乳酸，包括以下组分：纯聚乳酸80～90份，碳酸钙粉4～8份，滑石粉3～6份，锌粉1～3份，硅粉1～3份，云母粉1～3份，以上材料均为纳米级粉末，以重量份计。本发明还公开一种以上述聚乳酸制得的排水板。本发明聚乳酸制得的排水板与市场上所使用的聚丙烯排水板相比，在物理性能、化学性能、环保、节能等方面都具有无与比拟的优势。

Description

一种聚乳酸及其在排水板制备中的应用
技术领域
本发明涉及一种聚乳酸，本发明还涉及这种聚乳酸材料在排水板制备中的应用。
背景技术
聚乳酸（PLA）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，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃，普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应。
排水板是带状复合型结构，中间是挤出成型的塑料芯板（主要生产原料为聚丙烯），是排水带的骨架和通道，其断面呈并联十字，由 30余条筋及槽组成，宽100mm ，厚 3.5-6.0mm，芯板外部包覆化纤纺布，起着隔土滤膜作用。排水板的用途非常广，主要用于基建场地的加固，高速公路和铁路路堤的加速固结，围海工程和水利工程中海堤、江堤的建设，作为排水设备等等。排水板采用插板机插入软土地基，在上部预压荷载作用下，软土地基中空隙水由排水板排到上部铺垫的砂层或水平塑料排水管中，由其他地方排出，加速软基固结。对于深厚的软土地基采用排水固结法进行加固时，从技术上和经济上考虑，采用排水板几乎是唯一经济、有效、可行的方法。但是由于在建筑物施工结束后，排水板仍然留在地基中无法取出，导致排水板持续处于排水状态，经过十年、二十年的时间后，由于地下水持续的外排，导致建筑物的地基会出现下沉，建筑物出现裂痕，严重影响建筑物的安全。
比较理想的状态是使用一种自动降解的材料制备排水板，这样在排水板完成排水功能后一定的时间内，排水板自行降解。现有的可降解材料中，聚乳酸是一种比较合适的选择，但是由于纯聚乳酸材料存在着机械强度低、降解速度快等缺点，无法直接用来埋在地下作为一些工程材料使用。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种改性的机械强度高、降解速度可控的聚乳酸。
本发明的另一目的在于由这种聚乳酸的制得的排水板。
本发明的第三目的在于提供这种排水板的制备方法。
技术方案：本发明所述的聚乳酸，包括以下组分：纯聚乳酸80～90份，碳酸钙粉4～8份，滑石粉3～6份，锌粉1～3份，硅粉1～3份，云母粉1～3份，以上材料均为纳米级粉末，以重量份计。
上述的聚乳酸所有组分混合后，采用挤塑机加热至180～200℃后熔融挤出，可以根据需要制备各种成品。
本发明上述的排水板，由上述聚乳酸为原料制得，即将所述的聚乳酸各组分混合后，采用挤塑机加热至180～200℃后熔融挤出成型得到。
当然，本发明聚乳酸还可以有其他应用，比如植树造林时埋在地下的花盆，可以使用本发明聚乳酸为材料，这样随着树木长大，埋在地下的花盆自行降解，避免在地下约束树根的生长。
本发明聚乳酸制得的排水板与市场上所使用的聚丙烯排水板相比，具有如下优点：
1、物理性能方面，本发明聚乳酸排水板在韧性和刚性方面具有更良好的特性，完全能够满足工程需要；
2、化学性能方面：以聚丙烯为原料的塑料排水板不会降解，插入地下后会在长期内保持排水功能，造成地基的不断沉降，对地面建筑造成危害，尤其不适合铁路、高速公里的排水系统，因为其造成的不断沉降会极易引发大的交通事故；而本发明聚乳酸排水板能在3年内降解完毕，在达到排水目的后及时失去功效，不会造成地基的持续沉降；
3、价格方面：以目前的价格看，聚乳酸高于聚丙烯，但随着石油资源的紧缺、以及聚乳酸生产的规模化，今后聚乳酸的价格将低于聚丙烯；
4、环保方面：聚乳酸排水板可以完全降解成二氧化碳和水，而塑料排水板不能降解，污染土壤；
5、节能方面：塑料排水板的原料为聚丙烯，源自石油资源；而聚乳酸来自植物提取，可以有效地做到节能减碳。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：一种排水板，它是采用聚乳酸为原料制得。所述聚乳酸包括以下成分：市售的纳米级纯聚乳酸粉末85份，市售的纳米级碳酸钙粉末5份，市售的纳米级滑石粉4份，市售的纳米级锌粉2份，市售的纳米级硅粉2份，市售的纳米级云母粉2份，以重量份计。
排水板的制备方法为：将上述聚乳酸各组分混合后，采用挤塑机加热至200℃后熔融挤出成型。
本实施例制得的排水板，可在3年内完全降解，其经过检测性能如表1。
表1 实施例1制得的排水板性能
Figure 122372DEST_PATH_IMAGE001
实施例2：一种排水板，它是采用聚乳酸为原料制得。其制备方法同实施例1，不同点在于所述聚乳酸各组分的含量为：市售的纳米级纯聚乳酸粉末80份，市售的纳米级碳酸钙粉末8份，市售的纳米级滑石粉6份，市售的纳米级锌粉3份，市售的纳米级硅粉3份，市售的纳米级云母粉3份，以重量份计。
本实施例制得的排水板性能同实施例1排水板性能相似，但由于纯聚乳酸比重略低，因此降解速度比实施例1排水板的降解速度略慢。
实施例3：一种排水板，它是采用聚乳酸为原料制得。其制备方法同实施例1，不同点在于所述聚乳酸各组分的含量为：市售的纳米级纯聚乳酸粉末90份，市售的纳米级碳酸钙粉末4份，市售的纳米级滑石粉3份，市售的纳米级锌粉1份，市售的纳米级硅粉1份，市售的纳米级云母粉1份，以重量份计。
本实施例制得的排水板性能同实施例1排水板性能相似，但由于纯聚乳酸比重略高，因此降解速度比实施例1排水板的降解速度略快。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (3)

1.一种聚乳酸，其特征在于包括以下组分：纯聚乳酸80～90份，碳酸钙粉4～8份，滑石粉3～6份，锌粉1～3份，硅粉1～3份，云母粉1～3份，以上材料均为纳米级粉末，以重量份计。
2.一种排水板，其特征在于：由权利要求1所述的聚乳酸为原料制得。
3.根据权利要求2所述的排水板的制备方法，其特征在于：将所述聚乳酸的各组分混合后，采用挤塑机加热至180～200℃后熔融挤出成型。
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