CN111171539B - 一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料及其制法 - Google Patents

一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料及其制法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料及其制法。所述阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料包括按照质量百分比计算的如下组分：聚乳酸70～90％、改性淀粉10～20％、酸源2.5％～20％和含磷增塑剂5％～20％。本发明中含磷增塑剂的加入，能够在熔融共混过程中反应接枝到马来酸酐接枝淀粉中，从而提高改性淀粉的热稳定性；并且通过提高其磷含量，能够减少阻燃剂酸源的使用，从而使制备的聚乳酸复合材料的机械性能、阻燃性能良好，阻燃剂的使用量较低，降低了原料成本；同时本发明提供的制备方法简单，易于实施和操控，易于大规模工业化生产。

Description

一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料及其制法
技术领域
本发明属于复合材料及其制备技术领域，具体涉及一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料及其制法。
背景技术
随着石油资源短缺和环境污染严重等问题，可生物降解的绿色材料受到广泛的关注。其中，聚乳酸作为最具发展前景的可生物降解热塑性塑料，是由可再生农作物(如玉米、马铃薯等)所提取的淀粉原料制得，具有优异的生物相容性，良好的加工性能以及优异的机械性能等优点，已在包装工业、工程塑料、电子设施和汽车工业等领域得到广泛应用。然而聚乳酸的极限氧指数只有20％左右，燃烧时形成大量的滴落物，以及自身脆性大等缺点限制了其在这些领域的进一步广泛应用。因此如何提高聚乳酸的阻燃性是目前的研究重点之一。
工业上常用且较经济的方法为添加型阻燃剂，最常用的为含卤阻燃剂、金属氢氧化物和膨胀型阻燃剂。目前，膨胀型阻燃剂由于其低毒、环保和抑烟等优点，成为聚乳酸阻燃的发展方向。但是与含卤阻燃剂相比，膨胀型阻燃剂用量较大，阻燃效率低，与聚乳酸基体相容性差等，严重降低了复合材料的机械性能。因此如何在不牺牲聚乳酸机械性能的同时提高其阻燃性是聚乳酸阻燃复合材料实际应用的关键所在。
膨胀型阻燃剂(IFR)主要成分包括酸源、碳源和气源。传统碳源如季戊四醇、甘露醇均为多羟基小分子化合物，易吸水和迁移，且与聚乳酸基体的相容性差，严重影响了复合材料的机械性能。研究发现淀粉、纤维素、木质素和环糊精及其衍生物含有大量羟基，成炭性能优异，已作为新型生物基碳源被广泛应用于塑料的膨胀阻燃中。
天然淀粉具有来源广泛，价格低廉，成炭性优异、可完全生物降解等优点。但是亲水性的淀粉与疏水性的聚乳酸界面相互作用很差，对复合材料的机械性能损失影响较大。其次，淀粉在加工过程中易降解，不利于材料加工成型，对复合材料的阻燃性能也有显著影响。因此，通过对淀粉进行改性处理以改善上述缺陷是提高聚乳酸的阻燃性和机械性能的突破口。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料及其制备方法，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，其包括按照质量百分比计算的如下组分：聚乳酸70～90％、改性淀粉10～20％、酸源2.5％～20％和含磷增塑剂5％～20％。
本发明实施例还提供了一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料的制备方法，其包括：
按照前述任一项所述阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料的组成将干燥后的聚乳酸、改性淀粉、酸源与含磷增塑剂均匀混合，之后将所获混合物料加入双螺杆挤出机进行熔融共混，经过挤出、冷却、造粒，制得阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明利用可完全生物降解的新型生物基高分子马来酸酐接枝淀粉作为碳源，通过接枝改性提高了淀粉的表面疏水性，能够改善与聚乳酸之间的界面相容性；并且与酸源和含磷增塑剂之间的相互作用，能够有效促进聚乳酸基体的成炭能力和热稳定性，明显提高聚乳酸复合材料的阻燃性能；本发明聚乳酸/淀粉复合材料中含磷增塑剂的加入，能够在熔融共混过程中反应接枝到马来酸酐接枝淀粉中，从而提高改性淀粉的热稳定性；并且通过提高其磷含量，能够减少阻燃剂酸源的使用量，同时能显著提高聚乳酸复合材料的阻燃性能；并且作为增塑剂能够改善各组分之间的界面相容性，对复合材料的机械性能具有一定的促进作用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a-图1i分别为对比例1～3、实施例3～8制备的复合材料的断面SEM图；
图2a-图2d分别为实施例7和实施例8制备的复合材料燃烧后残炭的SEM图。
具体实施方式
鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要通过提高改性淀粉的疏水性，改善聚乳酸与改性淀粉之间界面相容性，并将其作为碳源用在聚乳酸膨胀阻燃体系中；通过酸源、碳源以及含磷增塑剂之间的相互协同作用，有效促进聚乳酸基体的成炭能力，提高聚乳酸复合材料的高温热稳定性以及阻燃性能；并通过提高增塑剂中的含磷量来改善聚乳酸复合材料的阻燃性能，能够减少阻燃剂的使用量，降低原料成本。
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的一个方面提供了一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，其包括按照质量百分比计算的如下组分：聚乳酸70～90％、改性淀粉10～20％、酸源2.5％～20％和含磷增塑剂5％～20％。
在一些较为具体的实施方案中，所述改性淀粉包括马来酸酐接枝淀粉，且不限于此。
进一步的，所述马来酸酐接枝淀粉是由淀粉与马来酸酐反应制得。
进一步的，所述淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉、麦类淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉中的一种或两种以上的组合，且不限于此。
优选为玉米淀粉，相较于其他种类的天然淀粉，玉米淀粉具有来源更加广泛，价格相对低廉的优点。
进一步的，所述的聚乳酸为市售的通用牌号，作为优选，所述的聚乳酸为透明挤出级聚乳酸或注塑级聚乳酸；进一步优选为美国Natureworks的4032D，相较于其他牌号的聚乳酸，Natureworks的4032D型聚乳酸能使复合材料的机械性能更加优异。
进一步的，所述酸源包括磷酸、多聚磷酸、多聚磷酸盐中的一种或两种以上的组合，且不限于此。
作为优选，所述的酸源为多聚磷酸铵，相较于其他酸源，多聚磷酸铵具有优异的催化成炭性能，并且还能作为一种气源在膨胀阻燃过程中起作用，并且，其在燃烧过程中无有害气体产生，不会污染环境。
本发明中，该阻燃可生物降解聚乳酸/淀粉复合材料中阻燃剂酸源的用量较少，通过提高含磷增塑剂的含磷量能够显著提高复合材料的阻燃性能，并能够保持良好的机械性能。
在一些较为具体的实施方案中，所述含磷增塑剂包括环氧大豆油基含磷增塑剂(DOPO-ESO)、环氧蓖麻油基含磷增塑剂中的任意一种或两种的组合，且不限于此；其中，所述环氧大豆油基含磷增塑剂(DOPO-ESO)简称DE。作为优选，所述的含磷增塑剂为环氧大豆油基含磷增塑剂，相较于蓖麻油，大豆油的年产量最高，具有来源更加广泛，价格低廉的优点。
进一步的，所述含磷增塑剂由环氧大豆油(ESO)和/或环氧蓖麻油与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应制得。
在一些更为具体的实施方案中，所述的阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，由以下质量百分比的原料组成：聚乳酸80％、改性淀粉10％、酸源2.5％和含磷增塑剂7.5％；其中，所述的改性淀粉为马来酸酐接枝淀粉；所述酸源为多聚磷酸铵；所述含磷增塑剂为环氧大豆油基含磷增塑剂。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料的制备方法，其包括：
按照前述任一项所述阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料的组成配制原料；之后将干燥后的聚乳酸、改性淀粉、酸源与含磷增塑剂均匀混合，之后将所获混合物料加入双螺杆挤出机进行熔融共混，经过挤出、冷却、切粒、干燥，制得阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料。
在一些较为具体的实施方案中，所述改性淀粉包括马来酸酐接枝淀粉，且不限于此。
进一步的，所述马来酸酐接枝淀粉是由淀粉与马来酸酐反应制得。
作为优选，聚乳酸和酸源的干燥温度为60～80℃，改性淀粉的干燥温度为100～110℃，干燥时间均为8～12h。
在一些较为具体的实施方案中，所述马来酸酐接枝淀粉的制备方法包括：使包含淀粉、马来酸酐、溶剂的混合反应体系于100～110℃反应6～7h，再经后处理制得马来酸酐接枝淀粉。在该反应条件下，马来酸酐的取代度比较理想且效率高，能节约原料以及时间成本。
进一步的，所述溶剂包括二甲基亚砜，且不限于此。
进一步的，所述淀粉与马来酸酐的用量比10:4～6。
作为优选，所述的淀粉与马来酸酐的质量比为10:5，采用适量的马来酸酐对淀粉进行酯化改性，提高改性淀粉的疏水性，改善淀粉与聚乳酸之间的界面相容性，对复合材料的机械性能具有促进作用。
进一步的，所述后处理包括：对所获反应混合物进行洗涤、抽滤、干燥处理得到马来酸酐接枝淀粉。
进一步的，所述洗涤溶剂包括无水乙醇。无水乙醇对马来酸酐具有良好的溶解性，能够除去马来酸酐接枝淀粉时未反应的马来酸酐；并且反应溶剂二甲基亚砜也能溶解于无水乙醇中。
进一步的，所述马来酸酐接枝淀粉的干燥温度为100～110℃，时间为8～12h。
在一些较为具体的实施方案中，所述含磷增塑剂包括环氧大豆油基含磷增塑剂、环氧蓖麻油基含磷增塑剂中的任意一种或两种的组合，且不限于此。
进一步的，所述含磷增塑剂由环氧大豆油和/或环氧蓖麻油与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物反应制得。
在一些较为具体的实施方案中，所述含磷增塑剂的制备方法包括：使包含环氧大豆油(ESO)和/或环氧蓖麻油、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、催化剂的混合反应体系于160～180℃搅拌反应5～8h，再经后处理制得含磷增塑剂。
进一步的，所述催化剂包括N,N-二甲基苄胺，且不限于此。
进一步的，所述环氧大豆油(ESO)和/或环氧蓖麻油与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的摩尔比为1:2～4。
进一步的，所述催化剂与环氧大豆油和/或环氧蓖麻油的质量比为1-3:100。
在一些较为具体的实施方案中，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为35～45:1；
进一步的，所述熔融共混的温度为170～180℃。
进一步的，所述后处理包括：对所获反应混合物进行除水处理得到含磷增塑剂。
在一些更为具体的实施方案中，所述的含磷增塑剂为环氧大豆油基含磷增塑剂，所述的含磷增塑剂的制备方法如下：
将环氧大豆油(ESO)100g(约0.1mol)加入到250mL的三口烧瓶中，然后分别加入9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)0.2mol、0.3mol和0.4mol，加入环氧大豆油质量分数为1％～3％的N,N-二甲基苄胺，在机械搅拌下控制温度为180℃，恒温反应8h。反应结束后除水，冷却至室温，得到环氧大豆油基含磷增塑剂(DOPO-ESO)，简称为DE，分别表示为DE-1、DE-2和DE-3。
下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下面所用的实施例中所采用的实验材料，如无特殊说明，均可由常规的生化试剂公司购买得到。
实施例1
称取以下重量的原料：玉米淀粉(诸城兴贸玉米开发有限公司)200g，马来酸酐(阿拉丁试剂)100g，二甲基亚砜(阿拉丁试剂)600mL，无水乙醇(国药试剂)。
马来酸酐接枝淀粉的制备：
将干燥后的淀粉200g、马来酸酐100g和二甲基亚砜溶剂600mL加入到1000mL的三口烧瓶中，于110℃下机械搅拌6h，反应结束后用无水乙醇搅拌洗去未反应的马来酸酐，静止除去上层有机溶剂，反复洗涤抽滤多次后放入真空干燥箱于110℃下干燥12h，最后得到淡棕色固体粉末状的马来酸酐接枝淀粉。
实施例2
称取以下重量的原料：环氧大豆油(阿拉丁试剂)300g，9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(阿拉丁试剂)200g，N,N-二甲基苄胺5g；
含磷增塑剂的制备：
将环氧大豆油(ESO)100g(约0.1mol)加入到250mL的三口烧瓶中，然后分别加入9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)0.2mol、0.3mol和0.4mol，加入催化剂N,N-二甲基苄胺5g，在机械搅拌下控制温度为180℃，恒温反应8h。反应结束后除水，冷却至室温，得到环氧大豆油基含磷增塑剂(DOPO-ESO)，简称为DE，分别表示为DE-1、DE-2和DE-3。
实施例3
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，玉米淀粉100g，多聚磷酸铵(阿拉丁试剂)100g；
阻燃可生物降解聚乳酸/淀粉复合材料的制备方法：
聚乳酸和多聚磷酸铵、玉米淀粉分别在80℃和110℃干燥，干燥时间均为8h。混合均匀后，加入至双螺杆挤出机中熔融共混(螺杆温度为175℃)，经挤出、冷却、切粒、干燥后得到阻燃可生物降解聚乳酸/淀粉复合材料。所用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1。(图1d为复合材料断面SEM图)。
实施例4
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，实施例1制备的马来酸酐接枝淀粉100g，多聚磷酸铵(阿拉丁试剂)100g；(图1e为复合材料断面SEM图)
制备方法如实施例3所述。
实施例5
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，玉米淀粉100g，实施例2制备的含磷增塑剂(DE-1)100g；(图1f为复合材料断面SEM图)
制备方法如实施例3所述。
实施例6
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，实施例1制备的马来酸酐接枝淀粉100g，实施例2制备的含磷增塑剂(DE-1)100g；(图1g为复合材料断面SEM图)
制备方法如实施例3所述。
实施例7
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，实施例1制备的马来酸酐接枝淀粉100g，多聚磷酸铵(阿拉丁试剂)50g，实施例2制备的含磷增塑剂(DE-1)50g；(图1h为复合材料断面SEM图，图2a、2b为复合材料燃烧后残炭的SEM图)
制备方法如实施例3所述。
实施例8
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，实施例1制备的马来酸酐接枝淀粉100g，多聚磷酸铵(阿拉丁试剂)25g，实施例2制备的含磷增塑剂(DE-1)75g；(图1i为复合材料断面SEM图，图2c、2d为复合材料燃烧后残炭的SEM图)
制备方法如实施例3所述。
实施例9
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，实施例1制备的马来酸酐接枝淀粉100g，多聚磷酸铵(阿拉丁试剂)25g，实施例2制备的含磷增塑剂(DE-2)75g；
制备方法如实施例3所述。
实施例10
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，实施例1制备的马来酸酐接枝淀粉100g，多聚磷酸铵(阿拉丁试剂)25g，实施例2制备的含磷增塑剂(DE-3)75g；
制备方法如实施例3所述。
对比例1
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，玉米淀粉200g；(图1a为复合材料断面SEM图)
制备方法如实施例3所述。
对比例2
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，实施例1制备的马来酸酐接枝淀粉200g；(图1b为复合材料断面SEM图)
制备方法如实施例3所述。
对比例3
称取以下重量的原料：聚乳酸(美国Natureworks的4032D)800g，多聚磷酸铵(阿拉丁试剂)200g；(图1c为复合材料断面SEM图)
制备方法如实施例3所述。
图1a-1c为对比例1～3和图1d-1i实施例3～8制备的复合材料的断面SEM图。对于图1a和图1c，由于淀粉和多聚磷酸铵与聚乳酸存在亲疏水性差异，导致它们之间界面相容性较差；对于图1b，马来酸酐接枝淀粉的疏水性提高后，与聚乳酸之间的界面相容性得到明显改善；对比图1d和图1e可发现，相较于淀粉，马来酸酐接枝淀粉与多聚磷酸铵具有更好的相容性；对比图1f和图1g可发现，含磷增塑剂的加入能够大大提高改性淀粉与聚乳酸之间的界面相容性；并且再加入多聚磷酸铵后的图1h和图1i仍能表现出良好的相容性。
图2a-2b为实施例7制备的复合材料燃烧后残炭的SEM图，图2c-2d为实施例8制备的复合材料燃烧后残炭的SEM图。从图中可以看出炭层较致密，存在大小不一的密闭空心的气泡，具有阻隔氧气的作用；仍存在许多未膨胀的气泡，这是因为体系中未添加膨胀阻燃体系的气源，现有体系中产生的气体总量不足，对炭层的发泡作用不充足。
将实施例3～10和对比例1～3得到的阻燃可生物降解聚乳酸/淀粉复合材料注塑成标准垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)以及弯曲样条。其中，注塑温度为175～180℃，模具温度为50℃，按照ASTM D3801、ASTM D2863-97和GB/T 9341-2008对复合材料进行燃烧性能和弯曲性能测试，其测试结果如表1所示，NC表示没有等级。
表1实施例3～10和对比例1～3制备复合材料的测试数据
Figure BDA0002393504420000081
由表1可知，对于对比例1～3，分别单独加入淀粉、马来酸酐接枝淀粉和多聚磷酸铵后并不能改善PLA的阻燃性能。对于实施例3和4，将淀粉和马来酸酐接枝淀粉分别与多聚磷酸铵复配后，后者的UL-94等级能够达到V0，LOI值能达到31.2％，表明马来酸酐接枝淀粉比淀粉具有更好的阻燃性能。对于实施例5和6，将淀粉和马来酸酐接枝淀粉分别与含磷增塑剂(DE-1)复配后，复合材料的UL-94等级均为V2，对比发现，多聚磷酸铵比含磷增塑剂具有更好的阻燃性能。对于实施例8、9和10，UL-94等级分别为V2、V0和V0，LOI值分别为29.0％、31.1％和31.3％，由此可见，当提高含磷增塑剂的含磷量时，能够有效提高复合材料的阻燃作用；实施例9、10与实施例7相比，减少阻燃剂酸源一半的使用量，仍能达到较好的阻燃效果，对于降低复合材料的成本方面具有优势。
由表1可知，对于实施例7，9和10，将聚乳酸、马来酸酐接枝淀粉、多聚磷酸铵和含磷增塑剂复配后，通过各组分间的相互协同作用，所得复合材料在具有优异的阻燃性能的同时，弯曲强度能够保持在60MPa左右，表明其仍能保持良好的力学性能。
对于实施例7、9和10制备的聚乳酸复合材料在热降解过程中，马来酸酐接枝淀粉、多聚磷酸铵和含磷增塑剂复配后，在较低温度下能够促进聚乳酸复合材料降解，并释放不燃性气体二氧化碳和少量氨气，能够降低可燃气体的浓度，对炭层具有发泡作用，从而达到气相阻燃的目的；并且能够形成致密稳定的膨胀炭层，提高聚乳酸复合材料的高温稳定性，从而达到阻燃的作用。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。
应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims (8)

1.一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，其特征在于包括按照质量百分比计算的如下组分：聚乳酸80%、改性淀粉10%、酸源2.5%和含磷增塑剂7.5%；
所述改性淀粉为马来酸酐接枝淀粉，所述马来酸酐接枝淀粉是由玉米淀粉与马来酸酐反应制得；所述酸源为多聚磷酸铵；所述聚乳酸为透明挤出级聚乳酸和/或注塑级聚乳酸；
所述含磷增塑剂为环氧大豆油基含磷增塑剂，所述含磷增塑剂是由摩尔比为1:3或1:4的环氧大豆油与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物反应制得。
2.根据权利要求1所述的阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝淀粉的制备方法包括：使包含玉米淀粉、马来酸酐、二甲基亚砜的混合反应体系于100~110℃反应6~7h，再经后处理制得马来酸酐接枝淀粉；其中所述玉米淀粉与马来酸酐的用量比10:4~6。
3.根据权利要求1所述的阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，其特征在于：所述含磷增塑剂的制备方法包括：使包含环氧大豆油、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、N,N-二甲基苄胺的混合反应体系于160~180℃反应5~8h，再经后处理制得含磷增塑剂；其中，所述N,N-二甲基苄胺与环氧大豆油的质量比为1-3:100。
4.一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料的制备方法，其特征在于包括：
按照权利要求1-3中任一项所述阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料的组成配制原料；
将干燥后的聚乳酸、改性淀粉、酸源与含磷增塑剂均匀混合，之后将所获混合物料加入双螺杆挤出机进行熔融共混，经过挤出、冷却、切粒、干燥，制得阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料；其中所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为35~45:1；所述熔融共混的温度为170~180℃。
5.一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，其特征在于包括按照质量百分比计算的如下组分：聚乳酸80%、改性淀粉10%、酸源5%和含磷增塑剂5%；
所述改性淀粉为马来酸酐接枝淀粉，所述马来酸酐接枝淀粉是由玉米淀粉与马来酸酐反应制得；所述酸源为多聚磷酸铵；所述聚乳酸为透明挤出级聚乳酸和/或注塑级聚乳酸；
所述含磷增塑剂为环氧大豆油基含磷增塑剂，所述含磷增塑剂是由摩尔比为1:2的环氧大豆油与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物反应制得。
6.根据权利要求5所述的阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝淀粉的制备方法包括：使包含玉米淀粉、马来酸酐、二甲基亚砜的混合反应体系于100~110℃反应6~7h，再经后处理制得马来酸酐接枝淀粉；其中所述玉米淀粉与马来酸酐的用量比10:4~6。
7.根据权利要求5所述的阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料，其特征在于：所述含磷增塑剂的制备方法包括：使包含环氧大豆油、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、N,N-二甲基苄胺的混合反应体系于160~180℃反应5~8h，再经后处理制得含磷增塑剂；其中，所述N,N-二甲基苄胺与环氧大豆油的质量比为1-3:100。
8.一种阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料的制备方法，其特征在于包括：
按照权利要求5-7中任一项所述阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料的组成配制原料；
将干燥后的聚乳酸、改性淀粉、酸源与含磷增塑剂均匀混合，之后将所获混合物料加入双螺杆挤出机进行熔融共混，经过挤出、冷却、切粒、干燥，制得阻燃可生物降解的聚乳酸/淀粉复合材料；其中所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为35~45:1；所述熔融共混的温度为170~180℃。
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