CN112940474B - 一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋及其制备方法，所述包装袋包含以下重量分数的组分：PLA 50‑90份、PBAT 20‑40份、淀粉10‑20份相容剂5‑10份、扩链剂0.5‑2份、抗菌剂8‑15份；其制备方法为：改性淀粉的制备‑原料预处理‑原料混合‑挤出造粒‑挤出吹膜制备得到包装袋；本发明的高耐刺破可生物降解包装袋以PLA、PBAT、改性淀粉为原料，并添加特定种类的相容剂和抗菌剂使用，提高了可降解包装袋的降解性能，绿色环保，成本低，同时抗菌性能优异，抗菌周期长，力学性能好，耐刺破性能优异。

Description

一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋及其制备方法
技术领域
本发明涉及可生物降解包装材料技术领域，尤其涉及一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋及其制备方法。
背景技术
石油资源的快速耗竭，再加上环境条件下不可再生聚合物废物所带来的生态威胁，必须以替代方式开发生物基和可生物降解的聚合物。聚乳酸(PLA)是一种重要的生物基可降解塑料，由于其易加工、机械强度高等优异性能,在替代石油基非降解塑料方面具有巨大的潜力。
PLA首先被应用在生物医药领域，PLA作为具有良好生物相容性的生物可降解材料,因其降解产物无毒无刺激,对人或者生物体非常安全，同时力学性能优异，所以得到广泛的关注,被用于药物缓释、医用缝合线、组织工程材料等。随着人们对生物可降解塑料制品的需求不断增大，PLA也开始广泛应用于包装材料等领域。目前社会上包装材料大多用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等不可降解的高分子材料制备而成，给生态环境造成巨大的压力，而以PLA为原料制备的食品包装袋、一次性餐具等产品不仅不影响正常使用，同时其废弃物可降解，对环境不会带来任何污染。
PLA常用两种方式合成：丙交酯(LA)的开环聚合(ROP)和LA的直接缩聚。LA是通过通常来自玉米，糖原料，大米等的发酵得到的乳酸，其生物来源决定了PLA具有优异的生物降解性能，除此之外，PLA还具有可接受的特性如高透明度、良好的刚度、易于印刷和低毒性。尽管PLA具有良好的特性，但PLA是一种半结晶聚合物，由于其在常规加工技术中的极慢的结晶速度和快速的冷却速度，在加工后常常变成非晶态，因此固有地变脆，与传统的石油聚合物相比，PLA的性能(如蒸气/气体阻隔性，抗冲击性和熔体粘度)通常不足，这限制了其功能性应用。目前主要广泛采用可交联或其它柔性聚合物、混合增强用天然或刚性纳米填料改善其材料性能不能，交联的PLA结构可以通过使用昂贵的辐射设备进行辐照(电子束类型或γ辐照)或化学交联来实现，但PLA样品必须为非常薄的薄片形式，以从辐射中获取足够的能量以引发交联反应，该方法干扰了原始PLA的结构，因此大大限制了其实际应用。
目前，提高PLA韧性的方式主要由共聚改性、增塑改性和熔融共混改性，熔融共混由于加工操作简单、成本低被广泛采用。
聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是一种生物可降解脂肪族-芳香族共聚酯，它是由己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇为原料通过直接酯化或酯交换的方法合成。PBAT同PLA一样都是常见的生物可降解塑料，能在较短时间内降解，不会对环境造成危害。因为其玻璃化转变温度非常低，在室温下为橡胶态，因此PBAT的柔韧性非常好，而且PBAT抗撕裂强度高、易于加工、热稳定性好，被广泛用于包装袋、膜等领域。
将PLA与生物可降解的柔性树脂聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)共混,可以在不牺牲其生物降解性的前提下提高PLA的韧性，但PLA与PBAT不相容，受力时不能进行界面间的应力传递，影响材料进一步性能的提升，选择合适的增溶剂进行改性对于提高共混物的相容性具有重要意义。
为了满足可降解生物材料制备的包装袋、膜、餐具等具备优异的抗菌性能，通常需添加抗菌剂使用，常用的抗菌剂种类包括无机抗菌剂、有机抗菌剂等。
现有技术CN110358264A公开了一种生物基环保包装袋及其制备方法，以淀粉、PBAT、PLA为原料，具体的玉米淀粉20-40份，PBAT 50-70份，PLA 10-20份，甘油5-10份，马来酸酐0.1-1份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1-5份，开口剂0.1-1份，抗菌剂1-3份，滑石粉1-3份，碳酸钙1-3份，扩链剂0.1-1份，提高了包装袋的降解性能，绿色环保，同时降低了成本，通过加入抗菌剂提高了氧化锌、氧化铜或磷酸二氢铵使用提高包装袋的抗菌防霉性能，具体通过原料前处理-原料混合-挤出造粒-粒料混合-挤出吹膜-收卷制成包装袋。
现有技术CN109401225A公开了一种生物可降解保鲜膜及其制备方法，其原料主要有50-60份PBAT，15-30份改性淀粉，20-40份聚乳酸，3-10份生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，3-10份甲基羟丙基纤维素醚，2-8份纳米滑石粉，0.1-0.5份扩链剂，0.2-0.8份抗氧剂和0.2-0.6份润滑剂制成，通过各组分的协同作用，在提高保鲜膜产品韧性、可塑性、强度以及可降解性的同时，大大降低了成本，有利于规模化生产和应用。
现有技术CN108752884A公开了一种高抗菌性PLA/PBAT材料及其制备方法与应用，具体的先将无机填料在负压条件下与锌盐水溶液混合，再碱化、热处理，偶联，可获得ZnO均匀粉末的抗菌性填料，最后与PLA和PBAT混合得到高抗菌性PLA/PBAT材料，可提高材料的抗菌效率，并避免由于直接填充纳米ZnO导致材料力学性能下降。
现有技术CN111286178A公开了一种抗菌可降解吹塑薄膜材料，所述材料的制备原料包括基体树脂、稳定剂、降解添加剂、偶联剂、相容改性剂、抗菌剂和助剂，所述基体树脂包括PLA、PBS、PHA或PBAT中的至少一种，采用的抗菌剂为改性木质纤维素，改性壳聚糖或苦参碱，该材料不仅能够满足吹塑工艺的需求，同时还具有良好的抗菌功能，通过添加纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纳米氧化铈等成分不仅能够增强材料的力学性能和稳定性，同时还能辅助抑菌。
现有技术CN110835457A公开了一种全生物多孔材料缓释抗菌活性保鲜膜，包括以下重量百分比的原料，基体树脂35-45％，生物多孔物质30-40％，抗菌剂20-25％，加工助剂0.9-1.3％，其中基体树脂为PLA、PBS、PBAT、PHA中的一种或多种，抗菌剂包括双胍类抗菌剂或天然植物抗菌剂，采用多孔性物质，可有效对活性抗菌剂进行吸附，从而达到活性抗菌剂的缓释性能，提高长期抗菌作用，同时原料为可降解物质，可解决农业副产物污染问题和塑料包装“白色污染”问题。
但现有制备的可生物降解包装袋在于提高包装袋的生物降解率、力学性能、抗菌性能等某一方面，且并未关注包装袋的抗菌耐久性能以及耐刺破性能，实际使用时包装袋常常因装一定棱角的硬物而被刺破，导致可降解塑料袋称重能力低，不能满足承重多种东西以及反复使用的要求，针对现有技术中提供的可生物降解包装袋无法同时满足降解性、抗菌耐久性以及耐刺破性能等问题，本发明提供了一种生物基环保包装材料，抗菌性能优异，抗菌周期长，力学性能好，耐刺破性能优异。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具备优异的力学性能、抗菌缓释性能、耐刺破性能、可满足反复使用的抗菌耐刺破可降解塑料包装袋。
在本发明的一个技术方案中，提供了一种一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，其包括以下原料组分：
PLA 50-90份
PBAT 20-40份
淀粉 10-20份
相容剂 5-10份
扩链剂 0.5-2份
抗菌剂 8-15份。
本发明中使用的聚乳酸的重均分子量为10-30×104g/mol，如常用的商业牌号为4032D、3052D等。
本发明中使用PBAT的数均分子量为2-5×104g/mol，如常用的商业牌号为Ecoflex-F-blend-C1200、TH-801T等。
本发明中使用的淀粉选自玉米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉等中的一种或多种，天然淀粉资源丰富、成本低、降解率高，但其分子中含有大量的羟基，具有较强的亲水性，与树脂相容性差，优选使用上述淀粉的改性淀粉，具体的通过将淀粉与甘油按照质量比为5-10:1混合，在混合物中加入淀粉质量的0.5-3％的马来酸酐，充分混合后，经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到改性淀粉。
本发明中使用的相容剂为端羟基聚乳酸低聚物和含环氧基的乙烯基聚合物，其中端羟基聚乳酸低聚物能够进一步改善改性淀粉与聚乳酸之间的相容性，且端羟基乳酸低聚物与组分中扩链剂进行原位扩链反应，得到高分子量聚乳酸，能够与淀粉很好地混合，提高共混物的力学性能；含环氧基的乙烯基聚合物中的环氧基能够与PBAT的末端之间发生反应，而乙烯基聚合物自身与聚乳酸之间具有良好的相容性，从而能够解决聚乳酸与PBAT之间的相容性，从而对于提高可生物降解包装袋的力学性能和耐刺破性能是有利的；进一步上述端羟基聚乳酸低聚物的分子量为400-1200，含环氧基的乙烯基聚合物的其环氧值在0.20-0.80mmol/g之间，该范围内的环氧值的选择对于改善聚乳酸与PBAT之间的相容性是有利的，具体的含环氧基的乙烯基聚合物可选自含有聚丙烯酸酯和/或聚甲基丙烯酸酯共聚合单元的环氧基的乙烯基聚合物；其中端羟基乳酸低聚物与含环氧基的乙烯基聚合物两者的重量比为1-3:3-1。
本发明中加入的扩链剂具有足够的反应活性，能够提高分子量，增加熔体粘度，从而提高薄膜吹塑的生产率，改善不同聚合物材料之间的相容性，提高材料的力学性能。具体的扩链剂可选自二恶唑啉类扩链剂、官能度大于2的异氰酸酯类扩链剂以及环氧类扩链剂中的一种或多种，具体的二噁唑啉类扩链剂选自2，2’-双(4-甲基-2-噁唑啉)、2，2’-双(4-丁基-2-噁唑啉)、2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉、2，2’-(1,4-亚苯基)-二噁唑啉等中的一种或几种，异氰酸酯类扩链剂选自六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯等中一种或多种，优选为二噁唑啉类扩链剂与异氰酸酯扩链剂两者并用，两者对羧基和羟基表现出不同的活性，两种扩链剂并用，可同时对聚合物中的羟基和/或羧基均具有较高的反应活性，达到充分提高两者界面相容性的作用，从而对于提高可降解包装袋的力学性能和耐刺破性能是有利的；其中二噁唑啉类扩链剂与二异氰酸酯类扩链剂两者的质量比为1-4：4-1。
本发明使用的抗菌剂为碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银的复合抗菌剂，其中纳米银的引入量约为复合抗菌剂总重量的5-15％；该复合物中同时含有羧甲基壳聚糖和银两种抗菌活性物质，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等均具备优异的抗菌性，而由于碳纳米管具有很大的比表面积以及丰富的空洞结构，赋予其很强的吸附能力，除自身具备优异的强度可以提高可降解塑料袋的强度和耐刺破性能，还可以起到很好的缓释作用，提高了可降解包装袋的抗菌周期；具体可通过羧基化多壁碳纳米管进行酰氯化反应，制备得到酰氯化碳纳米管，接着将其与羧甲基壳聚糖反应，得到共价接枝的碳纳米管-羧甲基壳聚糖复合物，其中羧甲基壳聚糖的接枝量为36％-50％，最后将碳纳米管-羧甲基壳聚糖复合物加入到去离子水中，超声分散均匀，缓慢加入一定浓度的AgNO3溶液，经充分搅拌，再经还原制备得到碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银的复合抗菌剂。
另外在不违背本发明基本构思的前提下，还可加入本领域常用的其它可生物降解树脂，具体如聚对苯二甲酸-丁二酸丁二醇酯(PBST)、聚己二酸-丁二酸丁二醇酯(PBSA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等中的一种或几种，其添加量在3-15份之间；
本发明中还可加入使用本领域常用的添加剂种类，其添加量在1-20份之间，具体包括无机填料、偶联剂、润滑剂、抗氧剂、开口剂、抗静电剂等组分；其中无机填料选自滑石粉、碳酸钙、硅藻土、高岭土、纳米二氧化硅等中的一种或多种，偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种，润滑剂可选自如N,N-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸铝、白油、聚乙烯蜡、石蜡或单甘脂中的一种，抗氧剂可选自受阻酚类、亚磷酸酯类和磷酸酯类抗氧剂，开口剂选自油酸酰胺、芥酸酰胺等中的一种或多种。
在本发明的另一个技术方案中，还提供了一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋的制备方法，包括以下步骤：
(1)将淀粉进行改性处理制备得到改性淀粉，备用；
(2)将PLA、PBAT以及改性淀粉进行真空干燥处理，备用；
(3)将步骤(2)中的干燥原料加入高速搅拌机中，依次加入相容剂、扩链剂和抗菌剂，混合均匀后，将混合料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆熔融挤出造粒制备得到粒料；
(4)将步骤(3)中制备得到的粒料加入吹膜机的料斗中，将吹膜机的螺杆熔融输送挤出吹膜，经薄膜收卷，制备得到可生物降解包装袋。
进一步地，步骤(1)中的淀粉的改性步骤具体为：将淀粉与甘油按照质量比为5-10:1混合，在混合物中加入淀粉质量的0.5-3％的马来酸酐，充分混合后，经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到改性淀粉。
步骤(2)中的干燥温度为60-80℃，干燥时间1-4h；
步骤(3)中双螺杆挤出机的各段温度控制在140-200℃，步骤(4)中螺杆各段温度控制在140-200℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过对淀粉进行改性处理能够改善淀粉与聚合物之间的相容性，进一步配合相容剂端羟基聚乳酸低聚物和环氧基乙烯基聚合物使用，端羟基聚乳酸低聚物能够进一步改善改性淀粉与聚乳酸之间的相容性，且端羟基乳酸低聚物与组分中扩链剂进行原位扩链反应，得到高分子量聚乳酸，能够与淀粉很好地混合，提高共混物的力学性能；含环氧基的乙烯基聚合物中的环氧基能够与PBAT的末端之间发生反应，而乙烯基聚合物自身与聚乳酸之间具有良好的相容性，从而能够解决聚乳酸与PBAT之间的相容性，从而提高可生物降解包装袋的力学性能和耐刺破性能。
2、本发明选用的扩链剂具有足够的反应活性，能够提高分子量，增加熔体粘度，从而提高薄膜吹塑的生产率，改善不同聚合物材料之间的相容性，提高材料的力学性能和耐刺破性能，具体的选择二噁唑啉类扩链剂与异氰酸酯扩链剂两者并用，对羧基和羟基表现出不同的活性，能够充分提高两者界面相容性，从而对于提高可降解包装袋的力学性能和耐刺破性能是有利的。
3、本发明选用碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银的复合物作为抗菌剂使用，该复合物中同时含有羧甲基壳聚糖和银两种抗菌活性物质，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等均具备优异的抗菌性，碳纳米管自身具备优异的强度可以提高可降解塑料袋的力学强度和耐刺破性能，由于碳纳米管上丰富的空洞结构其对银具有很好的吸附作用，从而可以起到很好的抗菌缓释作用，提高了可降解包装袋的抗菌周期。
具体实施方式
结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。实施发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
1、主要原料来源
聚乳酸4032D，由美国NatureWorks公司提供；
PBAT Ecoflex-F-blend-C1200，由德国巴斯夫公司提供；
含环氧基的乙烯基聚合物，选自Reseda GP-301，由东亚合成株式会社制造；
端羟基乳酸低聚物按照现有技术CN201010128741.X公开的方法制备得到。
改性玉米淀粉通过以下方法制备得到：将市售玉米淀粉与甘油混合均匀，再加入马来酸酐混合均匀，然经双螺杆熔融挤出制备得到改性淀粉；其中淀粉与甘油两者的质量比为8:1，马来酸酐的添加量为淀粉的2％。
碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物的制备过程如下：先将羧基化碳纳米管与草酰氯进行酰氯化反应，得到酰氯化碳纳米管，再加入羧甲基壳聚糖进行反应，得到共价接枝的碳纳米管-羧甲基壳聚糖复合物，其中羧甲基壳聚糖的接枝量约为45％，最后将碳纳米管-羧甲基壳聚糖复合物加入到去离子水中，超声分散均匀，缓慢加入质量浓度为8g/L的AgNO3溶液，经充分搅拌，再经还原制备得到碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银的复合抗菌剂，其中纳米银的负载量约为复合抗菌剂总重量的12％，其中羧甲基壳聚糖的接枝量以及纳米银的负载量通过热失重曲线的差值计算得到。
羧甲基壳聚糖-银复合物的制备过程如下：将羧甲基壳聚糖加入到去离子水中，超声分散均匀，接着添加质量浓度为8g/L AgNO3溶液，恒温搅拌使其充分融合反应，将氢氧化钠溶液缓慢滴入混合溶液中，调节pH至碱性，反应一段时间后溶液变为金褐色，将反应混合溶液经透析去除未还原的银离子，经真空冷冻干燥法得到羧甲基壳聚糖-银复合物，其中纳米银的负载量约为复合物总重量的12％。
其它试验原料均通过常规市售购买得到。
2、性能测试
(1)力学性能测试：按照GB/T1040.1-2006的方法进行测试。
(2)降解性能测试：采用埋土法进行测试，将干燥至恒重的包装袋的重量(M1)样品埋入装有土的容器中，经过一段时间的降解后，取出土埋样品，清理干净后干燥至恒重(M2)，根据计算公式算出降解率：降解率＝(M1-M2)/M1×100％。
(3)抗菌性能测试：参照GB/T31402-2015进行抗菌性能测试。
(4)耐刺破性能测试：按照GB/T 37841-2019的标准进行测试。
实施例1：
一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，所述包装袋由以下重量份的原料制成：PLA60份，PBAT 30份，改性玉米淀粉15份，端羟基乳酸低聚物3份，含环氧基的乙烯基聚合物2份，2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉0.6份，二苯基甲烷二异氰酸酯0.6份，碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物12份；
上述的PLA/PBAT可生物降解包装袋的制备方法，包括以下步骤：
(1)将玉米淀粉进行改性处理制备得到改性淀粉，备用；
(2)将PLA、PBAT以及改性玉米淀粉进行真空干燥处理，干燥温度为60℃，干燥2h；
(3)将步骤(2)中的干燥原料加入高速搅拌机中，依次加入端羟基乳酸低聚物，含环氧基的乙烯基聚合物，2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉，二苯基甲烷二异氰酸酯，碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物，混合均匀后，将混合料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆熔融挤出造粒制备得到粒料；
(4)将步骤(3)中制备得到的粒料加入吹膜机的料斗中，将吹膜机的螺杆熔融输送挤出吹膜，经薄膜收卷，制备得到。
实施例2
一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，所述包装袋由以下重量份的原料制成：PLA90份，PBAT 40份，改性玉米淀粉20份，端羟基乳酸低聚物4份，含环氧基的乙烯基聚合物2份，2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉0.8份，二苯基甲烷二异氰酸酯0.4份，碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物15份。
具体制备步骤同实施例1。
实施例3
一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，所述包装袋由以下重量份的原料制成：PLA80份，PBAT 20份，改性玉米淀粉10份，端羟基乳酸低聚物2份，含环氧基的乙烯基聚合物4份，2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉0.3份，二苯基甲烷二异氰酸酯0.6份，碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物10份。
具体制备步骤同实施例1。
实施例4
一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，所述包装袋由以下重量份的原料制成：PLA80份，PBAT 20份，改性玉米淀粉10份，端羟基乳酸低聚物2份，含环氧基的乙烯基聚合物4份，二苯基甲烷二异氰酸酯0.9份，碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物10份。
具体制备步骤同实施例1。
实施例5
一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，所述包装袋由以下重量份的原料制成：PLA80份，PBAT 20份，改性玉米淀粉10份，端羟基乳酸低聚物2份，含环氧基的乙烯基聚合物4份，2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉0.9份碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物10份。
具体制备步骤同实施例1。
对比例1
一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，所述包装袋由以下重量份的原料制成：PLA60份，PBAT 30份，玉米淀粉15份，含环氧基的乙烯基聚合物5份，2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉0.6份，二苯基甲烷二异氰酸酯0.6份，碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物12份；
具体制备步骤同实施例1。
对比例2
一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，所述包装袋由以下重量份的原料制成：PLA90份，PBAT 40份，改性玉米淀粉20份，含环氧基的乙烯基聚合物6份，2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉0.8份，二苯基甲烷二异氰酸酯0.4份，碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物15份。
具体制备步骤同实施例1。
对比例3
一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，所述包装袋由以下重量份的原料制成：PLA90份，PBAT 40份，改性玉米淀粉20份，端羟基乳酸低聚物6份，2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉0.8份，二苯基甲烷二异氰酸酯0.4份，碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银复合物15份。
具体制备步骤同实施例1。
对比例4
一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，所述包装袋由以下重量份的原料制成：PLA60份，PBAT 30份，玉米淀粉15份，端羟基乳酸低聚物3份，含环氧基的乙烯基聚合物2份，2，2’-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉0.6份，二苯基甲烷二异氰酸酯0.6份，羧甲基壳聚糖-银复合物12份。
表1显示了实施例1-5与对比例1-4在组成和用量不同下，制备得到的可生物降解包装袋的不同性能。
表1
Figure BDA0002932970450000121
结合表1可知，本发明具体提供了一种具备优异的力学性能、抗菌缓释性能、耐刺破性能、可满足反复使用的可降解塑料包装袋。
本实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋，其特征在于：包含以下重量份数的组分：PLA50-90份、PBAT 20-40份、淀粉10-20份、相容剂5-10份、扩链剂0.5-2份、抗菌剂8-15份；
其中所述相容剂为端羟基聚乳酸低聚物和含环氧基的乙烯基聚合物，端羟基乳酸低聚物与含环氧基的乙烯基聚合物两者的重量比为1-3:3-1，其中端羟基聚乳酸低聚物的分子量为400-1200，含环氧基的乙烯基聚合物的环氧值为0.20-0.80mmol/g；
所述抗菌剂为碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银的复合抗菌剂；
所述淀粉为改性淀粉；
所述扩链剂为二噁唑啉类扩链剂与异氰酸酯扩链剂的混合物，二噁唑啉类扩链剂与异氰酸酯扩链剂两者的质量比为1-4：4-1；
所述的碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银的复合抗菌剂的制备步骤为：将羧基化多壁碳纳米管进行酰氯化反应，制备得到酰氯化碳纳米管，接着将酰氯化碳纳米管与羧甲基壳聚糖反应，得到共价接枝的碳纳米管-羧甲基壳聚糖复合物，最后将所述复合物加入到去离子水中，超声分散均匀，缓慢加入AgNO3溶液，经充分搅拌，再经还原制备得到碳纳米管-羧甲基壳聚糖-银的复合抗菌剂。
2.根据权利要求1所述的抗菌耐刺破可生物降解包装袋，其特征在于：所述的聚乳酸的重均分子量为10-30×104g/mol。
3.根据权利要求1所述的抗菌耐刺破可生物降解包装袋，其特征在于：所述的PBAT的数均分子量为2-5×104g/mol。
4.根据权利要求1所述的抗菌耐刺破可生物降解包装袋，其特征在于：所述的淀粉选自玉米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的抗菌耐刺破可生物降解包装袋，其特征在于：所述改性淀粉通过将淀粉与甘油按照质量比为5-10:1混合，接着加入淀粉质量的0.5-3％的马来酸酐，充分混合后，经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到改性淀粉。
6.权利要求1-5任一项所述的抗菌耐刺破可生物降解包装袋的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将淀粉进行改性处理制备得到改性淀粉，备用；
(2)将PLA、PBAT以及改性淀粉进行真空干燥处理，备用；
(3)将步骤(2)中的干燥原料加入高速搅拌机中，依次加入相容剂、扩链剂和抗菌剂，混合均匀后，将混合料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆熔融挤出造粒制备得到粒料；
(4)将步骤(3)中制备得到的粒料加入吹膜机的料斗中，将吹膜机的螺杆熔融输送挤出吹膜，经薄膜收卷，制备得到可生物降解包装袋。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的干燥温度为60-80℃，干燥时间1-4h，步骤(3)中双螺杆挤出机的各段温度控制在140-200℃，步骤(4)中螺杆各段温度控制在140-200℃。
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