[发明专利]热塑性植物蛋白/聚乳酸共混材料及其制备方法

说明书

(一)技术领域  本发明涉及热塑性植物蛋白/聚乳酸共混材料及其制备方法。

(二)背景技术  全世界每年有1.5亿吨石油、天然气等有限的石化资源用于化学合成“合成高分子”，为了减少废弃合成高分子材料产品对环境的影响和有限资源的利用，重新构筑可持续发展的人类社会已成为世界各国的共识。实现世界经济的可持续发展，国内外的相关研究前沿之一是利用清洁生产技术，将可再生的生物质资源，改性、合成满足使用要求的环境友好高分子新材料，降低对有限资源的消耗，减少材料使用后对环境的污染，为此国内外的相关研究更注重寻找新的天然高分子塑料材料。

植物蛋白是地球上巨大的再生性生物高分子资源。从资源的可持续利用、保护环境和生物体亲和性与生物分解性特点出发，人们对于能再生的植物蛋白的利用寄托了很大的期望。从而植物蛋白资源化利用，开发环境友好的绿色产品，已形成环境绿色高技术研究与开发中的热点领域。植物蛋白作为可再生资源，它的改性和利用一方面可节省大量石油资源，另一方面可以缓解大量非降解合成高分子材料废弃物造成的环境污染，植物蛋白及其改性材料废弃后可以在自然环境中实现生物量的循环。

聚乳酸(PLA)是由人工半合成的热塑性脂肪族聚酯，是一种重要的乳酸衍生物，是以乳酸为单体经化学合成得到的一类高分子材料，是一种真正的生物塑料，其无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性，可塑性好，可生物分解吸收，其降解产物为水和二氧化碳，其物理性质介于PET和PA-6之间，用途十分广泛。但是，聚乳酸作为一种生物分解的脂肪族聚酯类材料，与聚烯烃类材料不同，这类材料的熔体性能差，加工应用过程中材料的粘度和强度均较低，导致成型加工过程中定型速度很慢，实施吹塑、压延、注塑纺丝等加工方式难度很大；同时在熔体状态下十分容易发生材料的分解，使得聚合物的分子量下降超过50％，导致成型加工制品的力学强度严重下降。因此聚乳酸的加工性能较差，很难通过常规的加工方法在常规聚合物加工设备上加工出符合使用要求的产品。

热塑性植物蛋白与聚乳酸熔融共混改性后得到的新型热塑共混材料加工性能良好，在挤塑、吹塑、注塑和发泡过程中具有优良的热塑加工特性和力学性能，其制品使用后完全降解且环境友好，可广泛地用于化工、农地膜、机电、建筑材料、包装和环保等生产加工领域。

(三)发明内容

1、发明目的本发明的目的是提供一种环境友好的热塑性植物蛋白/聚乳酸共混材料及其制备方法。热塑性植物蛋白/聚乳酸共混可以改善热塑性植物蛋白的加工性能，同时可以对聚乳酸起到较好的增塑作用，解决聚乳酸加工性能、韧性和抗撕裂性能不足、断裂伸长率低、薄膜较脆等不足等问题，提供一种以天然植物蛋白为原料，生产环境友好的植物蛋白/聚乳酸热塑材料的新方法，为可再生资源植物蛋白的大规模开发利用服务。

2、技术方案本发明的技术方案是：

一种热塑性植物蛋白/聚乳酸共混材料及其制备方法，它的各组分的重量份配比为：热塑性植物蛋白1～99，聚乳酸1～99，交联剂0～10，增塑剂0～10。

其制备步骤是：

第一步，配料：按重量比配比取热塑性植物蛋白1～99，聚乳酸1～99，交联剂0～10，增塑剂0～10，在高速混合机中搅拌混匀5～20min。

第二步，干燥：将混合均匀的共混物在温度30～60℃干燥8～12小时。

第三步，共混造粒：将干燥好的共混料在双螺杆挤出机中于100～140℃熔融共混5～10min，在110～150℃、0.1～1MPa下挤出造粒，制备成热塑性植物蛋白/聚乳酸共混材料。

3、有益效果植物蛋白作为一种可再生天然资源，来源充足以及可生物降解。对其进行共混改性，可得到以植物蛋白为骨架的热塑性植物蛋白/聚乳酸共混新材料。作为可再生资源，它的共混改性和利用一方面可节省大量石油资源，另一方面可以缓解大量非降解合成高分子材料废弃物造成的环境污染，热塑性植物蛋白/聚乳酸共混材料废弃后可以在自然环境中实现生物量的循环。热塑性植物蛋白与聚乳酸共混改性，两者相容性很好，能够达到热力学相容状态，避免产品的相分离现象，提高了改性产品性能的稳定性。热塑性植物蛋白与聚乳酸共混改性，使其加工流变特性与聚乙烯相似，便于使用常规设备进行工业化生产。热塑性植物蛋白与聚乳酸共混改性产品，综合力学性能优良，其制品使用后完全降解且环境友好，可广泛地用于化工、农地膜、机电、建筑材料、包装和环保等生产加工领域。

(四)具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。