发明内容
为了克服现有技术中存在的问题,本发明提供了一种聚乳酸/植物多糖环保型复合材料,机械性能(尤其是韧性)优异稳定,在存储相当长时间内依然能够具有优异的拉伸和弯曲性能。
一种聚乳酸/植物多糖环保型复合材料,由以下重量百分含量的原料制成:
聚乳酸 55%~75%;
二异氰酸酯改性植物多糖 20%~40%;
植物油多元醇 5%~10%;
所述的二异氰酸酯改性植物多糖由重量比为100:3~10的植物多糖和二异氰酸酯制成。
本发明中,二异氰酸酯改性植物多糖作为填料,采用二异氰酸酯对植物多糖进行改性,主要是对植物多糖的界面改性,经二异氰酸酯改性后的植物多糖(即二异氰酸酯改性植物多糖)与聚乳酸复合时,提高了粘合强度,大大增加了本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的机械强度,同时,植物油多元醇能够改善二异氰酸酯改性植物多糖在聚乳酸基体中的分散性,提高韧性,进一步提高力学性能,从而使得聚乳酸、二异氰酸酯改性植物多糖和植物油多元醇组合在一起,能够具有较好的界面相容性,使得本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料具有优异的力学性能。同时,植物油多元醇的重量百分含量限定在5%~10%,含量相对较少,不容易导致聚乳酸的降解,二异氰酸酯改性植物多糖重量百分含量在20%~40%、聚乳酸重量百分含量在55%~75%,在特定重量百分含量下,植物油多元醇能够均匀分散在本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料中,三者组合在一起能够具有较好的界面相容性,使得植物油多元醇不容易迁移到复合材料的表面,因而,本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料在储存一段时间后,仍然能够保持较好的力学性能。此外,本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料中,在特定的条件下都可被微生物分解,属于完全可降解生物材料。
作为优选,所述的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料,由以下重量百分含量的原料制成:
聚乳酸 65%~75%;
二异氰酸酯改性植物多糖 20%~30%;
植物油多元醇 5%~10%;
所述的二异氰酸酯改性植物多糖由重量比为100:5~8的植物多糖和二异氰酸酯制成。
上述优选的重量百分含量的原料能够使得制备的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料具有优异的力学性能,特别是具有优异的韧性,采用合适质量的二异氰酸酯对植物多糖改性,使得该二异氰酸酯改性植物多糖能够很好地提高粘合强度,大大增加了本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的力学性能,如韧性等。
聚乳酸作为基体材料,具有良好的机械性能(尤其是强度和模量)、易加工和优异的可降解性。作为优选,所述的聚乳酸为L型聚乳酸、D型聚乳酸或者LD混合型聚乳酸。
通过在聚乳酸基体中加二异氰酸酯改性植物多糖和植物油多元醇来改善复合材料的力学性能(尤其是韧性)以及降低价格。
作为优选,所述的植物多糖为淀粉、麦芽糊精、环糊精、果糖、纤维素、木质素中的一种或两种以上。所述的二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-亚甲基双(异氰酸酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯等中的一种或两种以上。
植物多糖在实际存在中,一般均含有少量水分,如所述的二异氰酸酯改性植物多糖由重量比为100:3~10的植物多糖和二异氰酸酯制成,重量比是指除去水分含量后的植物多糖与二异氰酸酯的重量比,如实施例1中,植物多糖与二异氰酸酯的质量比为95.9:3=100:3.13。
作为优选,所述的植物油多元醇为蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、花生油多元醇、椰子油多元醇、棕榈油多元醇、亚麻油多元醇、棉籽油多元醇、玉米油多元醇、葵花籽油多元醇、松子油多元醇、桐油多元醇中的一种或两种以上。
作为优选,所述的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料,由以下重量百分含量的原料制成:
聚乳酸 65%~70%;
六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精 20%~25%;
大豆油多元醇 5%~10%;
所述的六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精由重量比为100:5~8的麦芽糊精和六亚甲基二异氰酸酯制成。
上述特定重量百分含量和特定的组分之间能够产生协同作用,使得本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料具有非常优异的力学性能,同时,稳定性好,在存储相当长时间内依然能够具有非常优异的拉伸和弯曲性能。该优选技术方案具备了预料不到的技术效果,是发明人无数次的实验中偶然发现的。
本发明还提供了一种聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法,制备方法简单,易于控制,可操作性强,生产成本低,易于工业化生产。
所述的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法,包括以下步骤:
将聚乳酸、二异氰酸酯改性植物多糖和植物油多元醇混合均匀,将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒,并经干燥后,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。
作为优选,所述的熔融共混的温度为160℃~185℃,上述熔融共混的温度有利于原料的加工和混合,使得制备的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料具有优异的性能。
作为优选,所述的二异氰酸酯改性植物多糖的制备,包括:将植物多糖和二异氰酸酯加入至甲苯中,使用二月桂酸二丁基锡作为催化剂,进行反应,反应温度为60~100℃,反应时间为3~7h,经分离、洗涤和干燥后得到二异氰酸酯改性植物多糖。
其中,甲苯作为溶剂,其使用量可采用本领域技术人员知晓的常量,二月硅酸二丁基锡作为催化剂,其使用量可采用本领域技术人员知晓的少量。
针对聚乳酸/植物多糖环保型复合材料由聚乳酸、六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精和大豆油多元醇制成的技术方案,其具体的制备方法如下:
所述的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法,包括以下步骤:
将聚乳酸、六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精和大豆油多元醇混合均匀,将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒,并经干燥后,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。
作为优选,所述的六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精的制备,包括:将麦芽糊精和六亚甲基二异氰酸酯加入至甲苯中,使用二月硅酸二丁基锡作为催化剂,进行反应,反应温度为60~100℃,反应时间为3~7h,经分离、洗涤和干燥后得到二异氰酸酯改性植物多糖。
本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料可用于制备薄膜和一次性餐具等,可采用现有技术实现,如将本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料中,二异氰酸酯改性植物多糖作为填料,采用二异氰酸酯对植物多糖进行改性,主要是对植物多糖的界面改性,经二异氰酸酯改性后的植物多糖(即二异氰酸酯改性植物多糖)与聚乳酸复合时,提高了粘合强度,大大增加了本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的机械强度,同时,植物油多元醇能够改善二异氰酸酯改性植物多糖在聚乳酸基体中的分散性,提高韧性,进一步提高力学性能,从而使得聚乳酸、二异氰酸酯改性植物多糖和植物油多元醇组合在一起,能够具有较好的界面相容性,使得本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料具有优异的力学性能。同时,植物油多元醇的重量百分含量限定在5%~10%,含量相对较少,不容易导致聚乳酸的降解,二异氰酸酯改性植物多糖重量百分含量在20%~40%、聚乳酸重量百分含量在55%~75%,在特定重量百分含量下,植物油多元醇能够均匀分散在本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料中,三者组合在一起能够具有较好的界面相容性,使得植物油多元醇不容易迁移到复合材料的表面,因而,本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料在储存一段时间后,仍然能够保持较好的力学性能。此外,本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料中,聚乳酸、二异氰酸酯改性植物多糖和植物油多元醇由于三者的特殊的分子结构,在特定的条件下都可被微生物分解,属于完全可降解生物材料。
本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料,优选技术方案中,由聚乳酸、六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精和大豆油多元醇制成,特定重量百分含量和特定的组分之间能够产生协同作用,使得本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料具有非常优异的力学性能,同时,稳定性好,在存储相当长时间内依然能够具有非常优异的拉伸和弯曲性能。
本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料,可用于制备薄膜和一次性餐具等,该环保型复合材料不但可以作为购物袋材料和一次性复合材料使用,而且在多次使用后可被土壤中的微生物完全分解快速吸收,对环境污染小,具有很好的环境效益。
本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法,可采用现有设备双螺杆挤出机即可实现,制备方法简单,易于控制,可操作性强,生产成本低,易于工业化生产,具有广阔的应用前景。
具体实施方式
以下实施例和对比例用于进一步描述本发明,但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
称取以下重量份的原料:
干燥后的植物多糖玉米淀粉(水分的重量百分含量为4.1%,诸城兴贸玉米开发有限公司)100重量份,六亚甲基二异氰酸酯(国药试剂)3重量份,甲苯(国药试剂)173重量份,二月桂酸二丁基锡(国药试剂)0.5重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)75重量份,蓖麻油多元醇(阿拉丁试剂)5重量份。
聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法如下:
1)将100重量份的干燥后的植物多糖玉米淀粉、3重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和173重量份的溶剂甲苯加入三口烧瓶中搅拌均匀于80℃下机械搅拌5h,静止除去上层溶剂,然后加入丙酮搅拌洗去未反应的六亚甲基二异氰酸酯,静止除去上层溶剂,反复进行5次过滤,再用丙酮反复冲洗3次,把得到的产物放入真空干燥箱80℃下干燥过夜12h,最后得到95重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉;
2)首先将75重量份的聚乳酸、5重量份的蓖麻油多元醇和20重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至单螺杆吹膜机中进行吹膜加工成型,得到生物降解薄膜,属于完全可降解的生物塑料,符合美国ASTMD6400以及欧盟EN13432降解标准,单螺杆吹膜机的单螺杆长径比为25:1。
实施例2
称取以下重量份的原料:
干燥后的植物多糖玉米淀粉(水分的重量百分含量为4.1%,诸城兴贸玉米开发有限公司)100重量份,六亚甲基二异氰酸酯(国药试剂)5重量份,甲苯(国药试剂)173重量份,二月桂酸二丁基锡(国药试剂)0.5重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)70重量份,蓖麻油多元醇(阿拉丁试剂)5重量份。
聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法如下:
1)将100重量份的干燥后的植物多糖玉米淀粉、5重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和173重量份的溶剂甲苯加入三口烧瓶中搅拌均匀于80℃下机械搅拌5h,静止除去上层溶剂,然后加入丙酮搅拌洗去未反应的六亚甲基二异氰酸酯,静止除去上层溶剂,反复进行5次过滤,再用丙酮反复冲洗3次,把得到的产物放入真空干燥箱80℃下干燥过夜12h,最后得到95重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉;
2)首先将70重量份的聚乳酸、5重量份的蓖麻油多元醇和25重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至单螺杆吹膜机中进行吹膜加工成型,得到生物降解薄膜,属于完全可降解的生物塑料,符合美国ASTMD6400以及欧盟EN13432降解标准,单螺杆吹膜机的单螺杆长径比为25:1。
实施例3
称取以下重量份的原料:
干燥后的植物多糖玉米淀粉(水分的重量百分含量为4.1%,诸城兴贸玉米开发有限公司)100重量份,六亚甲基二异氰酸酯(国药试剂)7重量份,甲苯(国药试剂)173重量份,二月桂酸二丁基锡(国药试剂)0.5重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)75重量份,蓖麻油多元醇(阿拉丁试剂)5重量份。
聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法如下:
1)将100重量份的干燥后的植物多糖玉米淀粉、7重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和173重量份的溶剂甲苯加入三口烧瓶中搅拌均匀于80℃下机械搅拌5h,静止除去上层溶剂,然后加入丙酮搅拌洗去未反应的六亚甲基二异氰酸酯,静止除去上层溶剂,反复进行5次过滤,再用丙酮反复冲洗3次,把得到的产物放入真空干燥箱80℃下干燥过夜12h,最后得到95重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉;
2)首先将75重量份的聚乳酸、5重量份的蓖麻油多元醇和20重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至单螺杆吹膜机中进行吹膜加工成型,得到生物降解薄膜,属于完全可降解的生物塑料,符合美国ASTMD6400以及欧盟EN13432降解标准,单螺杆吹膜机的单螺杆长径比为25:1。
实施例4
称取以下重量份的原料:
干燥后的植物多糖玉米淀粉(水分的重量百分含量为4.1%,诸城兴贸玉米开发有限公司)100重量份,六亚甲基二异氰酸酯(国药试剂)7重量份,甲苯(国药试剂)173重量份,二月桂酸二丁基锡(国药试剂)0.5重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)65重量份,蓖麻油多元醇(阿拉丁试剂)5重量份。
聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法如下:
1)将100重量份的干燥后的植物多糖玉米淀粉、7重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和173重量份的溶剂甲苯加入三口烧瓶中搅拌均匀于80℃下机械搅拌5h,静止除去上层溶剂,然后加入丙酮搅拌洗去未反应的六亚甲基二异氰酸酯,静止除去上层溶剂,反复进行5次过滤,再用丙酮反复冲洗3次,把得到的产物放入真空干燥箱80℃下干燥过夜12h,最后得到95重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉;
2)首先将65重量份的聚乳酸、5重量份的蓖麻油多元醇和30重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至单螺杆吹膜机中进行吹膜加工成型,得到生物降解薄膜,属于完全可降解的生物塑料,符合美国ASTMD6400以及欧盟EN13432降解标准,单螺杆吹膜机的单螺杆长径比为25:1。
实施例5
称取以下重量份的原料:
干燥后的植物多糖玉米淀粉(水分的重量百分含量为4.1%,诸城兴贸玉米开发有限公司)100重量份,六亚甲基二异氰酸酯(国药试剂)7重量份,甲苯(国药试剂)173重量份,二月桂酸二丁基锡(国药试剂)0.5重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)55重量份,蓖麻油多元醇(阿拉丁试剂)5重量份。
聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法如下:
1)将100重量份的干燥后的植物多糖玉米淀粉、7重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和173重量份的溶剂甲苯加入三口烧瓶中搅拌均匀于80℃下机械搅拌5h,静止除去上层溶剂,然后加入丙酮搅拌洗去未反应的六亚甲基二异氰酸酯,静止除去上层溶剂,反复进行5次过滤,再用丙酮反复冲洗3次,把得到的产物放入真空干燥箱80℃下干燥过夜12h,最后得到95重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉;
2)首先将55重量份的聚乳酸、5重量份的蓖麻油多元醇和40重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性玉米淀粉混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至单螺杆吹膜机中进行吹膜加工成型,得到生物降解薄膜,属于完全可降解的生物塑料,符合美国ASTMD6400以及欧盟EN13432降解标准,单螺杆吹膜机的单螺杆长径比为25:1。
对比例1
首先将干燥后的植物多糖玉米淀粉(水分的重量百分含量为4.1%,诸城兴贸玉米开发有限公司)20重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)75重量份和蓖麻油多元醇(阿拉丁试剂)5重量份混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将对比例1以及实施例1~5制备的拉伸和弯曲样条按照GB1040-2006进行断裂伸长率和拉伸强度的测试,其测试结果如表1所示。将对比例1以及实施例1~5制备的拉伸和弯曲样条放置三个月后,再按照GB1040-2006进行断裂伸长率和拉伸强度的测试,其测试结果如表2所示。
表1
对比例和实施例 |
对比例1 |
实施例2 |
实施例3 |
实施例4 |
实施例5 |
实施例6 |
断裂伸长率(%) |
4 |
35 |
57 |
76 |
65 |
31 |
拉伸强度(MPa) |
14 |
33 |
40 |
46 |
43 |
37 |
表2
对比例和实施例 |
对比例1 |
实施例2 |
实施例3 |
实施例4 |
实施例5 |
实施例6 |
断裂伸长率(%) |
2 |
33 |
54 |
73 |
63 |
30 |
拉伸强度(MPa) |
5 |
32 |
38 |
44 |
41 |
35 |
由表1和表2可知,本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的机械性能优异稳定,且在存储相当长时间内依然能够具有优异的拉伸和弯曲性能。
实施例6
称取以下重量份的原料:
干燥后的植物多糖微晶纤维素(水分的重量百分含量为8.5%,河南华锐化工产品有限公司)100重量份,六亚甲基二异氰酸酯(国药试剂)7重量份,甲苯(国药试剂)173重量份,二月桂酸二丁基锡(国药试剂)0.5重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)70重量份,蓖麻油多元醇(阿拉丁试剂)10重量份。
聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法如下:
1)将100重量份的干燥后的植物多糖微晶纤维素、7重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和173重量份的溶剂甲苯加入三口烧瓶中搅拌均匀于80℃下机械搅拌5h,静止除去上层溶剂,然后加入丙酮搅拌洗去未反应的六亚甲基二异氰酸酯,静止除去上层溶剂,反复进行5次过滤,再用丙酮反复冲洗3次,把得到的产物放入真空干燥箱80℃下干燥过夜,最后得到95重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性微晶纤维素。
2)首先将70重量份的聚乳酸、10重量份蓖麻油多元醇和20份六亚甲基二异氰酸酯改性微晶纤维素混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至单螺杆吹膜机中进行吹膜加工成型,得到生物降解薄膜,属于完全可降解的生物塑料,符合美国ASTMD6400以及欧盟EN13432降解标准,单螺杆吹膜机的单螺杆长径比为25:1。
实施例7
称取以下重量份的原料:
干燥后的植物多糖麦芽糊精(水分的重量百分含量为6.2%,济南德旺化工有限公司)100重量份,六亚甲基二异氰酸酯(国药试剂)7重量份,甲苯(国药试剂)173重量份,二月桂酸二丁基锡(国药试剂)0.5重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)70重量份,大豆油多元醇10重量份。
聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法如下:
1)将100重量份的干燥后的植物多糖麦芽糊精、7重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和173重量份的甲苯加入三口烧瓶中搅拌均匀于80℃下机械搅拌5h,静止除去上层溶剂,然后加入丙酮搅拌洗去未反应的六亚甲基二异氰酸酯,静止除去上层溶剂,反复进行5次过滤,再用丙酮反复冲洗3次,把得到的产物放入真空干燥箱于80℃下干燥过夜,最后得到95重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精。
2)首先将70份聚乳酸、10份大豆油多元醇和20份六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至单螺杆吹膜机中进行吹膜加工成型,得到生物降解薄膜,属于完全可降解的生物塑料,符合美国ASTMD6400以及欧盟EN13432降解标准,单螺杆吹膜机的单螺杆长径比为25:1。
实施例8
称取以下重量份的原料:
干燥后的植物多糖麦芽糊精(水分的重量百分含量为6.2%,济南德旺化工有限公司)100重量份,六亚甲基二异氰酸酯(国药试剂)7重量份,甲苯(国药试剂)173重量份,二月桂酸二丁基锡(国药试剂)0.5重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)65重量份,大豆油多元醇10重量份。
聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法如下:
1)将100重量份的干燥后的植物多糖麦芽糊精、7重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和173重量份的甲苯加入三口烧瓶中搅拌均匀于80℃下机械搅拌5h,静止除去上层溶剂,然后加入丙酮搅拌洗去未反应的六亚甲基二异氰酸酯,静止除去上层溶剂,反复进行5次过滤,再用丙酮反复冲洗3次,把得到的产物放入真空干燥箱于80℃下干燥过夜,最后得到95重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精。
2)首先将65份聚乳酸、10份大豆油多元醇和25份六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至单螺杆吹膜机中进行吹膜加工成型,得到生物降解薄膜,属于完全可降解的生物塑料,符合美国ASTMD6400以及欧盟EN13432降解标准,单螺杆吹膜机的单螺杆长径比为25:1。
实施例9
称取以下重量份的原料:
干燥后的植物多糖麦芽糊精(水分的重量百分含量为6.2%,济南德旺化工有限公司)100重量份,六亚甲基二异氰酸酯(国药试剂)5重量份,甲苯(国药试剂)173重量份,二月桂酸二丁基锡(国药试剂)0.5重量份,聚乳酸(Natureworks 4032D,LD混合型聚乳酸)70重量份,大豆油多元醇5重量份。
聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的制备方法如下:
1)将100重量份的干燥后的植物多糖麦芽糊精、5重量份的六亚甲基二异氰酸酯、0.5重量份的二月桂酸二丁基锡和173重量份的甲苯加入三口烧瓶中搅拌均匀于80℃下机械搅拌5h,静止除去上层溶剂,然后加入丙酮搅拌洗去未反应的六亚甲基二异氰酸酯,静止除去上层溶剂,反复进行5次过滤,再用丙酮反复冲洗3次,把得到的产物放入真空干燥箱于80℃下干燥过夜,最后得到95重量份的六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精。
2)首先将70份聚乳酸、5份大豆油多元醇和25份六亚甲基二异氰酸酯改性麦芽糊精混合均匀,然后将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混(熔融共混各区间温度分别为160℃,170℃,175℃,180℃,185℃,175℃,170℃,160℃)后拉条,切粒,得到颗粒状混合树脂;将颗粒状混合树脂进行除水干燥处理,得到聚乳酸/植物多糖环保型复合材料。选用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至注塑机中注塑成型,得到拉伸和弯曲样条。注塑区温度200℃,模板区温度45℃。
将上述得到的聚乳酸/植物多糖环保型复合材料加入至单螺杆吹膜机中进行吹膜加工成型,得到生物降解薄膜,属于完全可降解的生物塑料,符合美国ASTMD6400以及欧盟EN13432降解标准,单螺杆吹膜机的单螺杆长径比为25:1。
实施例6~9制备的拉伸和弯曲样条按照GB1040-2006进行断裂伸长率和拉伸强度的测试,其测试结果如表3所示。将实施例6~9制备的拉伸和弯曲样条放置三个月后,再按照GB1040-2006进行断裂伸长率和拉伸强度的测试,其测试结果如表4所示。
表3
实施例 |
6 |
7 |
8 |
9 |
断裂伸长率(%) |
36 |
86 |
84 |
81 |
拉伸强度(MPa) |
28 |
56 |
54 |
53 |
表4
实施例 |
6 |
7 |
8 |
9 |
断裂伸长率(%) |
33 |
83 |
82 |
80 |
拉伸强度(MPa) |
25 |
54 |
52 |
51 |
由表3和表4可知,本发明聚乳酸/植物多糖环保型复合材料的机械性能优异稳定,且在存储相当长时间内依然能够具有优异的拉伸和弯曲性能。