CN113150519A - 一种周期可控的全生物降解材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种周期可控的全生物降解材料，包括以下重量份原料：40‑60份聚乳酸、20‑30份复合聚乳酸、20‑30份己二酸‑对苯二甲酸‑丁二酯共聚物、10‑20份聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯、10‑16份甲基丙烯酸缩水甘油酯、6‑8份过氧化二异丙苯、6‑8份成核剂、5‑10份抗氧剂。该周期可控的全生物降解材料，通过己二酸‑对苯二甲酸‑丁二酯共聚物的分子链中含有柔韧的脂肪链和刚性的芳香基团，通过熔融共混的方式，得到复合聚乳酸，利用在降解材料中添加复合聚乳酸，进而可以有效的提高降解材料的力学性能；通过控制成核剂的使用量，可以对降解材料的降解周期进行方便的控制。

Description

一种周期可控的全生物降解材料
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种周期可控的全生物降解材料。
背景技术
生物降解材料是指一定时间内在自然界微生物作用下能够分解为小分子化合物的材料，以无毒形式重新进入生态环境中，故又被称为“绿色塑料”。具体降解过程包括：真菌、细菌等微生物通过向体外分泌水解酶以附着在材料表面上；在水解酶作用下，通过某种呼吸作用或化学反应(氧化、降解)将材料表面的高分子链切断，形成小分子化合物，便于被微生物吸收；最后，微生物将小分子化合物摄入体内，最终以二氧化碳、水等形式释放到空气中。
目前的环境污染问题和能源短缺问题日益严重，对于生物降解材料的应用越来越重视，聚乳酸作为目前应用最多的可生物降解材料之一，但是聚乳酸存在脆性高，断裂伸长率低的问题，并且对于聚乳酸制备的可生物降解材料在降解周期上无法起到有效控制；
参考中国专利公开号CN112280258A中提出了一种降解周期可控全生物降解地膜及其制备方法，制备所述地膜的原料包括如下重量份数的组分：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯40-60份、高结晶度聚乳酸5-20份、聚丁二酸丁二醇酯5-15份、改性聚酰胺-胺2-10份、脂肪族多元醇2-6份、无机填料5-20份、相容剂1-5份、分散剂1-2.5份、抗氧剂0.1-2份、紫外线吸收剂0.1-5份、光稳定剂0.1-3份和助剂0-0.5份。通过控制改性聚酰胺-胺的用量可以调节生物降解地膜的降解速率，结合其他助剂可以进一步调整地膜降解周期；但是在对于生物降解材料的热性能和流变性能以及力学性能上无法满足市场要求，为解决以上问题，本领域技术人员提出了一种周期可控的全生物降解材料。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种周期可控的全生物降解材料，解决了目前的环境污染问题和能源短缺问题日益严重，对于生物降解材料的应用越来越重视，聚乳酸作为目前应用最多的可生物降解材料之一，但是聚乳酸存在脆性高，断裂伸长率低的问题，并且对于聚乳酸制备的可生物降解材料在降解周期上无法起到有效控制的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种周期可控的全生物降解材料，包括以下重量份原料：40-60份聚乳酸、20-30份复合聚乳酸、20-30份己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物、10-20份聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯、10-16份甲基丙烯酸缩水甘油酯、6-8份过氧化二异丙苯、6-8份成核剂、5-10份抗氧剂；
该全生物降解材料由如下步骤制备：
步骤一、将原料聚乳酸、复合聚乳酸、己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯一起放入电热恒温鼓风干燥箱的内部，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70-80℃，干燥时间为4-5h，接着将干燥后的原料投入高速搅拌机中，设置高速搅拌机的转速为3000-3500r/min，搅拌时间为30-50min，得到混合均匀的产物a；
步骤二、将产物a自然冷却至常温后，将产物a投入哈普转矩流变仪中，同时向哈普转矩流变仪中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯、成核剂和抗氧剂进行密炼处理，设置哈普转矩流变仪的转速为50-60r/min，混炼时间为5-7min，得到产物b；
步骤三、将产物b放置在传送带上进行冷却处理，产物b冷却后投入切粒机中，利用切粒机对产物b进行粉碎处理，最后使用模压机进行压片制样，得到全生物降解材料。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种。
优选的，步骤一中，设置干燥后的原料在高速搅拌机中的搅拌温度为50℃。
优选的，步骤二中，设置哈普转矩流变仪螺杆区间一区、二区、三区、四区的温度分别为170℃、175℃、180℃、190℃。
优选的，步骤三中，设置传送带的转速为15r/min，切粒机的转速为130r/min，设置模压机的模压温度为170℃，压力为10MPa，热压时间为10min。
优选的，所述复合聚乳酸由如下步骤制备：
步骤A1、称取聚乳酸放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的聚乳酸进行自然冷却，将冷却后的聚乳酸投入搅拌釜中，接着向搅拌釜中加入浓度为2%的马来酸酐和浓度为0.25%的2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，混合均匀，得到物质c；
步骤A2、称取聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物以及相容剂一起放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的物料一起投入搅拌釜中，同时向搅拌釜的内部加入抗氧剂和分散剂，混合均匀，得到物质d；
步骤A3、将物质c和物质d一起从双螺杆挤出机的加料口中加入，启动双螺杆挤出机，设定双螺杆挤出机的主机转速为100r/min，挤出造粒，对颗粒进行自然冷却后使用切粒机进行切粒处理，最后将颗粒放入真空烘箱中进行烘干处理，得到复合聚乳酸。
优选的，步骤A1中，聚乳酸、马来酸酐和2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷的用量比为60g：15mL：10mL，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70℃，干燥时间为40min，设置搅拌釜的转速为150r/min，搅拌时间为30min。
优选的，步骤A2中，聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物的质量比为1:0.6，相容剂为PE-g-ST，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种，分散剂为甲基硅油。
优选的，步骤A3中，设置双螺杆挤出机区段温度依次为100℃、120℃、150℃、160℃、180℃、180℃、175℃，设置切粒机的转速为150r/min，设置真空烘箱的温度为80℃。
优选的，所述成核剂的由如下步骤制备：
步骤S1、量取邻苯二甲酸酐按照用量比15g：10mL加入到丙酮溶液中，搅拌均匀得到混合溶液1；
步骤S2、量取甘氨酸按照体积比1:1加入冰乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液2；
步骤S3、将混合溶液1和混合溶液2依次加入到带有搅拌和减压蒸馏装置的四口烧瓶中，对四口烧瓶进行水浴加热，设置水浴温度为50-60℃，搅拌反应2-3h，得到淡黄色液体3；
步骤S4、对淡黄色液体3进行减压蒸馏，蒸馏出混合溶剂后，得到淡黄色固体物质，用乙醇对固体物质进行多次洗涤抽滤处理，抽滤后得到白色物质，对白色物质进行自然晾干得到成核剂。
（三）有益效果
本发明提供了一种周期可控的全生物降解材料。与现有技术相比具备以下有益效果：通过使用聚乳酸加入浓度为2%的马来酸酐和浓度为0.25%的2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，混合均匀后得到物质c；聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物以及相容剂配合抗氧剂和分散剂得到物质d；将物质c和物质d一起从双螺杆挤出机的加料口中加入，启动双螺杆挤出机，设定双螺杆挤出机的主机转速为100r/min，挤出造粒，对颗粒进行自然冷却后使用切粒机进行切粒处理，最后将颗粒放入真空烘箱中进行烘干处理，得到复合聚乳酸；通过在聚乳酸的表面接枝马来酸酐和2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，同时配合己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物，由于己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物的分子链中含有柔韧的脂肪链和刚性的芳香基团，通过熔融共混的方式，得到复合聚乳酸，利用在降解材料中添加复合聚乳酸，进而可以有效的提高降解材料的力学性能；
通过使用二聚环戊二烯作为成核剂的基础原料进行成核剂的制备生产，通过邻苯二甲酸酐溶解在丙酮溶液中，甘氨酸溶解在冰乙酸溶液中，最后通过减压蒸馏的方式制备得到成核剂，在成核剂应用到降解材料中后可以很大程度地细化了聚乳酸的晶粒，细小的晶粒可以分散应力，因此当受到外力时，能够使降解材料体现出较高的降解性能，并且通过控制成核剂的使用量，可以对降解材料的降解周期进行方便的控制。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1
一种周期可控的全生物降解材料，包括以下重量份原料：40份聚乳酸、20份复合聚乳酸、20份己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物、10份聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯、10份甲基丙烯酸缩水甘油酯、6份过氧化二异丙苯、6份成核剂、5份抗氧剂；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种。
该全生物降解材料由如下步骤制备：
步骤一、将原料聚乳酸、复合聚乳酸、己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯一起放入电热恒温鼓风干燥箱的内部，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70℃，干燥时间为4h，接着将干燥后的原料投入高速搅拌机中，设置干燥后的原料在高速搅拌机中的搅拌温度为50℃，设置高速搅拌机的转速为3000r/min，搅拌时间为30min，得到混合均匀的产物a；
步骤二、将产物a自然冷却至常温后，将产物a投入哈普转矩流变仪中，设置哈普转矩流变仪螺杆区间一区、二区、三区、四区的温度分别为170℃、175℃、180℃、190℃，同时向哈普转矩流变仪中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯、成核剂和抗氧剂进行密炼处理，设置哈普转矩流变仪的转速为50r/min，混炼时间为5min，得到产物b；
步骤三、将产物b放置在传送带上进行冷却处理，产物b冷却后投入切粒机中，利用切粒机对产物b进行粉碎处理，最后使用模压机进行压片制样，设置传送带的转速为15r/min，切粒机的转速为130r/min，设置模压机的模压温度为170℃，压力为10MPa，热压时间为10min，得到全生物降解材料。
所述复合聚乳酸由如下步骤制备：
步骤A1、称取聚乳酸放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的聚乳酸进行自然冷却，将冷却后的聚乳酸投入搅拌釜中，接着向搅拌釜中加入浓度为2%的马来酸酐和浓度为0.25%的2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，聚乳酸、马来酸酐和2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷的用量比为60g：15mL：10mL，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70℃，干燥时间为40min，设置搅拌釜的转速为150r/min，搅拌时间为30min，混合均匀，得到物质c；
步骤A2、称取聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物以及相容剂一起放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的物料一起投入搅拌釜中，同时向搅拌釜的内部加入抗氧剂和分散剂，聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物的质量比为1:0.6，相容剂为PE-g-ST，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种，分散剂为甲基硅油，混合均匀，得到物质d；
步骤A3、将物质c和物质d一起从双螺杆挤出机的加料口中加入，启动双螺杆挤出机，设定双螺杆挤出机的主机转速为100r/min，挤出造粒，对颗粒进行自然冷却后使用切粒机进行切粒处理，最后将颗粒放入真空烘箱中进行烘干处理，设置双螺杆挤出机区段温度依次为100℃、120℃、150℃、160℃、180℃、180℃、175℃，设置切粒机的转速为150r/min，设置真空烘箱的温度为80℃，得到复合聚乳酸。
所述成核剂的由如下步骤制备：
步骤S1、量取邻苯二甲酸酐按照用量比15g：10mL加入到丙酮溶液中，搅拌均匀得到混合溶液1；
步骤S2、量取甘氨酸按照体积比1:1加入冰乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液2；
步骤S3、将混合溶液1和混合溶液2依次加入到带有搅拌和减压蒸馏装置的四口烧瓶中，对四口烧瓶进行水浴加热，设置水浴温度为50℃，搅拌反应2h，得到淡黄色液体3；
步骤S4、对淡黄色液体3进行减压蒸馏，蒸馏出混合溶剂后，得到淡黄色固体物质，用乙醇对固体物质进行多次洗涤抽滤处理，抽滤后得到白色物质，对白色物质进行自然晾干得到成核剂。
实施例2
一种周期可控的全生物降解材料，包括以下重量份原料：60份聚乳酸、30份复合聚乳酸、30份己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物、20份聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯、16份甲基丙烯酸缩水甘油酯、8份过氧化二异丙苯、8份成核剂、10份抗氧剂；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种。
该全生物降解材料由如下步骤制备：
步骤一、将原料聚乳酸、复合聚乳酸、己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯一起放入电热恒温鼓风干燥箱的内部，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为80℃，干燥时间为5h，接着将干燥后的原料投入高速搅拌机中，设置干燥后的原料在高速搅拌机中的搅拌温度为50℃，设置高速搅拌机的转速为3500r/min，搅拌时间为50min，得到混合均匀的产物a；
步骤二、将产物a自然冷却至常温后，将产物a投入哈普转矩流变仪中，设置哈普转矩流变仪螺杆区间一区、二区、三区、四区的温度分别为170℃、175℃、180℃、190℃，同时向哈普转矩流变仪中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯、成核剂和抗氧剂进行密炼处理，设置哈普转矩流变仪的转速为60r/min，混炼时间为7min，得到产物b；
步骤三、将产物b放置在传送带上进行冷却处理，产物b冷却后投入切粒机中，利用切粒机对产物b进行粉碎处理，最后使用模压机进行压片制样，设置传送带的转速为15r/min，切粒机的转速为130r/min，设置模压机的模压温度为170℃，压力为10MPa，热压时间为10min，得到全生物降解材料。
所述复合聚乳酸由如下步骤制备：
步骤A1、称取聚乳酸放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的聚乳酸进行自然冷却，将冷却后的聚乳酸投入搅拌釜中，接着向搅拌釜中加入浓度为2%的马来酸酐和浓度为0.25%的2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，聚乳酸、马来酸酐和2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷的用量比为60g：15mL：10mL，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70℃，干燥时间为40min，设置搅拌釜的转速为150r/min，搅拌时间为30min，混合均匀，得到物质c；
步骤A2、称取聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物以及相容剂一起放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的物料一起投入搅拌釜中，同时向搅拌釜的内部加入抗氧剂和分散剂，聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物的质量比为1:0.6，相容剂为PE-g-ST，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种，分散剂为甲基硅油，混合均匀，得到物质d；
步骤A3、将物质c和物质d一起从双螺杆挤出机的加料口中加入，启动双螺杆挤出机，设定双螺杆挤出机的主机转速为100r/min，挤出造粒，对颗粒进行自然冷却后使用切粒机进行切粒处理，最后将颗粒放入真空烘箱中进行烘干处理，设置双螺杆挤出机区段温度依次为100℃、120℃、150℃、160℃、180℃、180℃、175℃，设置切粒机的转速为150r/min，设置真空烘箱的温度为80℃，得到复合聚乳酸。
所述成核剂的由如下步骤制备：
步骤S1、量取邻苯二甲酸酐按照用量比15g：10mL加入到丙酮溶液中，搅拌均匀得到混合溶液1；
步骤S2、量取甘氨酸按照体积比1:1加入冰乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液2；
步骤S3、将混合溶液1和混合溶液2依次加入到带有搅拌和减压蒸馏装置的四口烧瓶中，对四口烧瓶进行水浴加热，设置水浴温度为60℃，搅拌反应3h，得到淡黄色液体3；
步骤S4、对淡黄色液体3进行减压蒸馏，蒸馏出混合溶剂后，得到淡黄色固体物质，用乙醇对固体物质进行多次洗涤抽滤处理，抽滤后得到白色物质，对白色物质进行自然晾干得到成核剂。
实施例3
一种周期可控的全生物降解材料，包括以下重量份原料：40份聚乳酸、30份复合聚乳酸、20份己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物、20份聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯、16份甲基丙烯酸缩水甘油酯、6份过氧化二异丙苯、8份成核剂、10份抗氧剂；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种。
该全生物降解材料由如下步骤制备：
步骤一、将原料聚乳酸、复合聚乳酸、己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯一起放入电热恒温鼓风干燥箱的内部，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为80℃，干燥时间为4h，接着将干燥后的原料投入高速搅拌机中，设置干燥后的原料在高速搅拌机中的搅拌温度为50℃，设置高速搅拌机的转速为3000r/min，搅拌时间为50min，得到混合均匀的产物a；
步骤二、将产物a自然冷却至常温后，将产物a投入哈普转矩流变仪中，设置哈普转矩流变仪螺杆区间一区、二区、三区、四区的温度分别为170℃、175℃、180℃、190℃，同时向哈普转矩流变仪中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯、成核剂和抗氧剂进行密炼处理，设置哈普转矩流变仪的转速为50r/min，混炼时间为7min，得到产物b；
步骤三、将产物b放置在传送带上进行冷却处理，产物b冷却后投入切粒机中，利用切粒机对产物b进行粉碎处理，最后使用模压机进行压片制样，设置传送带的转速为15r/min，切粒机的转速为130r/min，设置模压机的模压温度为170℃，压力为10MPa，热压时间为10min，得到全生物降解材料。
所述复合聚乳酸由如下步骤制备：
步骤A1、称取聚乳酸放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的聚乳酸进行自然冷却，将冷却后的聚乳酸投入搅拌釜中，接着向搅拌釜中加入浓度为2%的马来酸酐和浓度为0.25%的2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，聚乳酸、马来酸酐和2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷的用量比为60g：15mL：10mL，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70℃，干燥时间为40min，设置搅拌釜的转速为150r/min，搅拌时间为30min，混合均匀，得到物质c；
步骤A2、称取聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物以及相容剂一起放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的物料一起投入搅拌釜中，同时向搅拌釜的内部加入抗氧剂和分散剂，聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物的质量比为1:0.6，相容剂为PE-g-ST，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种，分散剂为甲基硅油，混合均匀，得到物质d；
步骤A3、将物质c和物质d一起从双螺杆挤出机的加料口中加入，启动双螺杆挤出机，设定双螺杆挤出机的主机转速为100r/min，挤出造粒，对颗粒进行自然冷却后使用切粒机进行切粒处理，最后将颗粒放入真空烘箱中进行烘干处理，设置双螺杆挤出机区段温度依次为100℃、120℃、150℃、160℃、180℃、180℃、175℃，设置切粒机的转速为150r/min，设置真空烘箱的温度为80℃，得到复合聚乳酸。
所述成核剂的由如下步骤制备：
步骤S1、量取邻苯二甲酸酐按照用量比15g：10mL加入到丙酮溶液中，搅拌均匀得到混合溶液1；
步骤S2、量取甘氨酸按照体积比1:1加入冰乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液2；
步骤S3、将混合溶液1和混合溶液2依次加入到带有搅拌和减压蒸馏装置的四口烧瓶中，对四口烧瓶进行水浴加热，设置水浴温度为60℃，搅拌反应2h，得到淡黄色液体3；
步骤S4、对淡黄色液体3进行减压蒸馏，蒸馏出混合溶剂后，得到淡黄色固体物质，用乙醇对固体物质进行多次洗涤抽滤处理，抽滤后得到白色物质，对白色物质进行自然晾干得到成核剂。
实施例4
一种周期可控的全生物降解材料，包括以下重量份原料：60份聚乳酸、20份复合聚乳酸、30份己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物、10份聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯、16份甲基丙烯酸缩水甘油酯、6份过氧化二异丙苯、8份成核剂、5份抗氧剂；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种。
该全生物降解材料由如下步骤制备：
步骤一、将原料聚乳酸、复合聚乳酸、己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯一起放入电热恒温鼓风干燥箱的内部，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为80℃，干燥时间为4h，接着将干燥后的原料投入高速搅拌机中，设置干燥后的原料在高速搅拌机中的搅拌温度为50℃，设置高速搅拌机的转速为3500r/min，搅拌时间为30min，得到混合均匀的产物a；
步骤二、将产物a自然冷却至常温后，将产物a投入哈普转矩流变仪中，设置哈普转矩流变仪螺杆区间一区、二区、三区、四区的温度分别为170℃、175℃、180℃、190℃，同时向哈普转矩流变仪中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯、成核剂和抗氧剂进行密炼处理，设置哈普转矩流变仪的转速为60r/min，混炼时间为5min，得到产物b；
步骤三、将产物b放置在传送带上进行冷却处理，产物b冷却后投入切粒机中，利用切粒机对产物b进行粉碎处理，最后使用模压机进行压片制样，设置传送带的转速为15r/min，切粒机的转速为130r/min，设置模压机的模压温度为170℃，压力为10MPa，热压时间为10min，得到全生物降解材料。
所述复合聚乳酸由如下步骤制备：
步骤A1、称取聚乳酸放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的聚乳酸进行自然冷却，将冷却后的聚乳酸投入搅拌釜中，接着向搅拌釜中加入浓度为2%的马来酸酐和浓度为0.25%的2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，聚乳酸、马来酸酐和2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷的用量比为60g：15mL：10mL，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70℃，干燥时间为40min，设置搅拌釜的转速为150r/min，搅拌时间为30min，混合均匀，得到物质c；
步骤A2、称取聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物以及相容剂一起放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的物料一起投入搅拌釜中，同时向搅拌釜的内部加入抗氧剂和分散剂，聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物的质量比为1:0.6，相容剂为PE-g-ST，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种，分散剂为甲基硅油，混合均匀，得到物质d；
步骤A3、将物质c和物质d一起从双螺杆挤出机的加料口中加入，启动双螺杆挤出机，设定双螺杆挤出机的主机转速为100r/min，挤出造粒，对颗粒进行自然冷却后使用切粒机进行切粒处理，最后将颗粒放入真空烘箱中进行烘干处理，设置双螺杆挤出机区段温度依次为100℃、120℃、150℃、160℃、180℃、180℃、175℃，设置切粒机的转速为150r/min，设置真空烘箱的温度为80℃，得到复合聚乳酸。
所述成核剂的由如下步骤制备：
步骤S1、量取邻苯二甲酸酐按照用量比15g：10mL加入到丙酮溶液中，搅拌均匀得到混合溶液1；
步骤S2、量取甘氨酸按照体积比1:1加入冰乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液2；
步骤S3、将混合溶液1和混合溶液2依次加入到带有搅拌和减压蒸馏装置的四口烧瓶中，对四口烧瓶进行水浴加热，设置水浴温度为60℃，搅拌反应2h，得到淡黄色液体3；
步骤S4、对淡黄色液体3进行减压蒸馏，蒸馏出混合溶剂后，得到淡黄色固体物质，用乙醇对固体物质进行多次洗涤抽滤处理，抽滤后得到白色物质，对白色物质进行自然晾干得到成核剂。
对比例
本对比例采用市场上一种常见的全生物降解材料。
对实施例1-4和对比例制得的全生物降解材料进行性能测试，测试结果如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由表1可知，实施例1-4的全生物降解材料在降解周期上可控，且降解周期优于对比例的全生物降解材料，并且对于降解材料的应力值均高于对比例的降解材料，由于己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物的分子链中含有柔韧的脂肪链和刚性的芳香基团，通过熔融共混的方式，得到复合聚乳酸，利用在降解材料中添加复合聚乳酸，进而可以有效的提高降解材料的力学性能，成核剂应用到降解材料中后可以很大程度地细化了聚乳酸的晶粒，细小的晶粒可以分散应力，因此当受到外力时，能够使降解材料体现出较高的降解性能，并且通过控制成核剂的使用量，可以对降解材料的降解周期进行方便的控制。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种周期可控的全生物降解材料，其特征在于：包括以下重量份原料：40-60份聚乳酸、20-30份复合聚乳酸、20-30份己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物、10-20份聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯、10-16份甲基丙烯酸缩水甘油酯、6-8份过氧化二异丙苯、6-8份成核剂、5-10份抗氧剂；
该全生物降解材料由如下步骤制备：
步骤一、将原料聚乳酸、复合聚乳酸、己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物和聚羟基丁酸酯戊酸共聚酯一起放入电热恒温鼓风干燥箱的内部，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70-80℃，干燥时间为4-5h，接着将干燥后的原料投入高速搅拌机中，设置高速搅拌机的转速为3000-3500r/min，搅拌时间为30-50min，得到混合均匀的产物a；
步骤二、将产物a自然冷却至常温后，将产物a投入哈普转矩流变仪中，同时向哈普转矩流变仪中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯、成核剂和抗氧剂进行密炼处理，设置哈普转矩流变仪的转速为50-60r/min，混炼时间为5-7min，得到产物b；
步骤三、将产物b放置在传送带上进行冷却处理，产物b冷却后投入切粒机中，利用切粒机对产物b进行粉碎处理，最后使用模压机进行压片制样，得到全生物降解材料。
2.根据权利要求1所述的一种周期可控的全生物降解材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种5周期可控的全生物降解材料，其特征在于：步骤一中，设置干燥后的原料在高速搅拌机中的搅拌温度为50℃。
4.根据权利要求1所述的一种周期可控的全生物降解材料，其特征在于：步骤二中，设置哈普转矩流变仪螺杆区间一区、二区、三区、四区的温度分别为170℃、175℃、180℃、190℃。
5.根据权利要求1所述的一种周期可控的全生物降解材料，其特征在于：步骤三中，设置传送带的转速为15r/min，切粒机的转速为130r/min，设置模压机的模压温度为170℃，压力为10MPa，热压时间为10min。
6.根据权利要求1所述的一种周期可控的全生物降解材料，其特征在于：所述复合聚乳酸由如下步骤制备：
步骤A1、称取聚乳酸放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的聚乳酸进行自然冷却，将冷却后的聚乳酸投入搅拌釜中，接着向搅拌釜中加入浓度为2%的马来酸酐和浓度为0.25%的2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷，混合均匀，得到物质c；
步骤A2、称取聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物以及相容剂一起放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，接着将干燥后的物料一起投入搅拌釜中，同时向搅拌釜的内部加入抗氧剂和分散剂，混合均匀，得到物质d；
步骤A3、将物质c和物质d一起从双螺杆挤出机的加料口中加入，启动双螺杆挤出机，设定双螺杆挤出机的主机转速为100r/min，挤出造粒，对颗粒进行自然冷却后使用切粒机进行切粒处理，最后将颗粒放入真空烘箱中进行烘干处理，得到复合聚乳酸。
7.根据权利要求6所述的一种周期可控的全生物降解材料，其特征在于：步骤A1中，聚乳酸、马来酸酐和2.5-二甲基-2.5-双(叔丁基过氧基)己烷的用量比为60g：15mL：10mL，设置电热恒温鼓风干燥箱的温度为70℃，干燥时间为40min，设置搅拌釜的转速为150r/min，搅拌时间为30min。
8.根据权利要求6所述的一种周期可控的全生物降解材料，其特征在于：步骤A2中，聚乳酸和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物的质量比为1:0.6，相容剂为PE-g-ST，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种，分散剂为甲基硅油。
9.根据权利要求6所述的一种周期可控的全生物降解材料，其特征在于：步骤A3中，设置双螺杆挤出机区段温度依次为100℃、120℃、150℃、160℃、180℃、180℃、175℃，设置切粒机的转速为150r/min，设置真空烘箱的温度为80℃。
10.根据权利要求1所述的一种周期可控的全生物降解材料，其特征在于：所述成核剂的由如下步骤制备：
步骤S1、量取邻苯二甲酸酐按照用量比15g：10mL加入到丙酮溶液中，搅拌均匀得到混合溶液1；
步骤S2、量取甘氨酸按照体积比1:1加入冰乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液2；
步骤S3、将混合溶液1和混合溶液2依次加入到带有搅拌和减压蒸馏装置的四口烧瓶中，对四口烧瓶进行水浴加热，设置水浴温度为50-60℃，搅拌反应2-3h，得到淡黄色液体3；
步骤S4、对淡黄色液体3进行减压蒸馏，蒸馏出混合溶剂后，得到淡黄色固体物质，用乙醇对固体物质进行多次洗涤抽滤处理，抽滤后得到白色物质，对白色物质进行自然晾干得到成核剂。
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