CN113861644B - 一种生物可降解熔喷料的生产方法 - Google Patents

一种生物可降解熔喷料的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物可降解熔喷料的生产方法，属于可降解熔喷料技术领域，包括以下步骤：将PLA、固定化脂肪酶混合，加入蒸馏水搅拌进行反应，反应完毕后回收脂肪酶，干燥得到改性PLA；将得到的改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂加入混合机中搅拌均匀，下料到双螺杆挤出机进行熔融挤出，得到挤出物料；将得到的挤出物料经过风冷、切粒、筛选得到熔喷料。该方法采用PLA/PBAT复合材料，提高熔喷料的成膜性和柔韧性。

Description

一种生物可降解熔喷料的生产方法
技术领域
本发明属于可降解熔喷料技术领域，具体涉及一种生物可降解熔喷料的生产方法。
背景技术
现在疫情之下，戴口罩成为新常态，口罩是防护呼吸病传染的重要物资，消耗量大。口罩的内层和外层主要起支撑作用，起主要阻隔作用的是作为中间层的熔喷布，熔喷布专用料为熔喷料-高熔融指数的聚丙烯。而聚丙烯材料是不可降解的，会带来了巨大的污染问题，给环境造成巨大压力。
而聚乳酸(PLA)作为一种可生物降解材料，用来作为熔喷布用的熔喷料在自然条件下可以完全降解，对环境无害，安全环保，同时亲水性、粘附性好，综合利用壳聚糖的成膜抑菌性、茶多酚的天然抗氧化性，抗菌效果好，免受各种微生物以及环境因素的影响，非常适合熔喷布的生产。但聚乳酸也具有抗冲击性差、脆性高、热变形温度低、不易成膜的缺点。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种生物可降解熔喷料的生产方法，该方法采用PLA(聚乳酸)/PBAT(己二酸/对苯二甲酸-丁二酯共聚物)复合材料，提高熔喷料的成膜性和柔韧性。
为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种生物可降解熔喷料的生产方法，包括以下步骤：
a)将PLA、固定化脂肪酶混合，加入蒸馏水搅拌进行反应，反应完毕后回收脂肪酶，干燥得到改性PLA；
b)将得到的改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂加入混合机中搅拌均匀，下料到双螺杆挤出机进行熔融挤出，得到挤出物料；
c)将得到的挤出物料经过风冷、切粒、筛选得到熔喷料。
进一步地，所述步骤a中PLA、固定化脂肪酶和蒸馏水按质量份数配比为：PLA20-60份、固定化脂肪酶1-4份、蒸馏水10-30份。
进一步地，所述步骤a反应温度为20-35℃，反应时间2-3h。
进一步地，所述步骤a干燥温度为40-60℃，时间4-6h。
进一步地，所述步骤b中改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂的混合按质量份数配比为：改性PLA 120-150份、PBAT 20-60份、可降解玻璃纤维50-100份、耐高温稳定剂7-10份、润滑剂5-8份。
所述高温稳定剂为磺化褐煤改性物。
优选地，所述步骤b中改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂的混合按质量份数配比为：改性PLA140份、PBAT 30份、可降解玻璃纤维60份、耐高温稳定剂8份、润滑剂7份。
进一步地，所述步骤b中熔融挤出温度为220-250℃。
进一步地，所述步骤c中筛选是用振动筛进行筛选。
本发明的有益效果是：(1)本发明采用脂肪酶对聚乳酸进行适当改性降解，一是聚乳酸中含有大量酯键，使其亲水性差，降低了它与其他物质的相容性，经过降解后，其亲水性能增强，与其他物质的相容性更好，二是进行适当降解，减少相对分子量，在熔融过程中完全牵引成纤维，且纤维更细，孔隙率更高，提高其深层过滤性能；
(2)本发明采用PLA/PBAT复合材料，其中PBAT虽然具有良好的柔韧性和成膜性，但其强度和模量较低，阻隔性能差，而将两种材料复合使用，能起到性能互补的作用，但是还具有抗菌性能差，和不能解决热变性温度低的问题，而在材料复合之前采用的聚乳酸降解改性正好提高了过滤性能，进而提高抗菌能力；
(3)本发明采用可降解玻璃纤维与复合材料混合能增加其纤维强度，还能提高热变性温度，与改性聚乳酸混合相容性增加，解决了聚乳酸热变性温度低的问题；
(4)本发明生产得到的生物可降解熔喷料可用于防护口罩熔喷布的制备，经济环保，可降解回收，具有高抗菌性、柔韧性、抗冲击强度、抗撕裂能力、热变性温度性能，其熔喷料原料成膜性、亲水性、相容性也得到提高。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
实施例1：
一种生物可降解熔喷料的生产方法，包括以下步骤：
a)将PLA、固定化脂肪酶混合，加入蒸馏水搅拌进行反应，反应温度为20℃，反应时间3h，反应完毕后回收脂肪酶，干燥得到改性PLA，干燥温度为40℃，时间5h，所述PLA、固定化脂肪酶和蒸馏水按质量份数配比为：PLA60份、固定化脂肪酶1份、蒸馏水10份；
b)将得到的改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂加入混合机中搅拌均匀，下料到双螺杆挤出机进行熔融挤出，熔融挤出温度为250℃，得到挤出物料，所述步骤b中改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂的混合按质量份数配比为：改性PLA140份、PBAT 30份、可降解玻璃纤维60份、耐高温稳定剂8份、润滑剂7份；
c)将得到的挤出物料经过风冷、切粒、用振动筛进行筛选得到熔喷料。
实施例2：
一种生物可降解熔喷料的生产方法，包括以下步骤：
a)将PLA、固定化脂肪酶混合，加入蒸馏水搅拌进行反应，反应温度为35℃，反应时间2h，反应完毕后回收脂肪酶，干燥得到改性PLA，干燥温度为60℃，时间4h，所述PLA、固定化脂肪酶和蒸馏水按质量份数配比为：PLA20份、固定化脂肪酶4份、蒸馏水30份；
b)将得到的改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂加入混合机中搅拌均匀，下料到双螺杆挤出机进行熔融挤出，熔融挤出温度为220℃，得到挤出物料，所述步骤b中改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂的混合按质量份数配比为：改性PLA 150份、PBAT 60份、可降解玻璃纤维50份、耐高温稳定剂7份、润滑剂8份；
c)将得到的挤出物料经过风冷、切粒、用振动筛进行筛选得到熔喷料。
实施例3：
一种生物可降解熔喷料的生产方法，包括以下步骤：
a)将PLA、固定化脂肪酶混合，加入蒸馏水搅拌进行反应，反应温度为30℃，反应时间2.5h，反应完毕后回收脂肪酶，干燥得到改性PLA，干燥温度为45℃，时间6h，所述PLA、固定化脂肪酶和蒸馏水按质量份数配比为：PLA45份、固定化脂肪酶2份、蒸馏水15份；
b)将得到的改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂加入混合机中搅拌均匀，下料到双螺杆挤出机进行熔融挤出，熔融挤出温度为230℃，得到挤出物料，所述步骤b中改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂的混合按质量份数配比为：改性PLA 120份、PBAT 20份、可降解玻璃纤维100份、耐高温稳定剂10份、润滑剂5份；
c)将得到的挤出物料经过风冷、切粒、用振动筛进行筛选得到熔喷料。
对比例1：
对比例1与实施例1的不同之处在于，省略步骤a，在步骤b中直接用未改性的聚乳酸混合，其他操作内容和实施例1相同。
对比例2：
对比例2与实施例1的不同之处在于，在步骤b中不加入可降解玻璃纤维，其他操作内容和实施例1相同。
将上述实施例1-3和对比例1-2得到的熔喷料进行性能检测，检测结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003311064220000041
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员理解和使用本发明。熟悉本领域的技术人员可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种生物可降解熔喷料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将PLA、固定化脂肪酶混合，加入蒸馏水搅拌进行反应，反应完毕后回收脂肪酶，干燥得到改性PLA，所述PLA、固定化脂肪酶和蒸馏水按质量份数配比为：PLA20-60份、固定化脂肪酶1-4份、蒸馏水10-30份，所述反应温度为20-35℃，反应时间2-3h；所述干燥温度为40-60℃，时间4-6h；
b)将得到的改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂加入混合机中搅拌均匀，下料到双螺杆挤出机进行熔融挤出，得到挤出物料，所述改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂的混合按质量份数配比为：改性PLA 120-150份、PBAT 20-60份、可降解玻璃纤维50-100份、耐高温稳定剂7-10份、润滑剂5-8份；
c)将得到的挤出物料经过风冷、切粒、筛选得到熔喷料。
2.根据权利要求1所述的一种生物可降解熔喷料的生产方法，其特征在于，所述步骤b中改性PLA与PBAT、可降解玻璃纤维、耐高温稳定剂、润滑剂的混合按质量份数配比为：改性PLA140份、PBAT 30份、可降解玻璃纤维60份、耐高温稳定剂8份、润滑剂7份。
3.根据权利要求1所述的一种生物可降解熔喷料的生产方法，其特征在于，所述步骤b中熔融挤出温度为220-250℃。
4.根据权利要求1所述的一种生物可降解熔喷料的生产方法，其特征在于，所述步骤c中筛选是用振动筛进行筛选。
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