[发明专利]可降解材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及可降解材料，具体地，涉及可降解材料及其制备方法。

背景技术

塑料是一种价廉物美的材料，然而随着塑料袋和塑料薄制品的广泛使用，人们发现塑料薄制品的内在寿命远远长于其使用寿命。塑料内在的耐久性，使其在城市固体垃圾的比率升高，随意遗弃的塑料薄制品(如塑料袋、塑料包装、一次性塑料用品、地膜等)更是长时间地污染着环境，逐渐成为白色污染，成为二十一世纪困扰人类生存与发展的重大难题之一。

为了减少白色污染，保护生态环境，可生物降解塑料的研究、开发和使用显得越来越重要和紧迫。但可生物降解塑料具依然存在以下缺点：(1)大部分为聚乳酸基材，可生物降解塑料的成本偏高；(2)可生物降解塑料的物理力学性能差，其拉伸强度、断裂伸长率、顶破和撕裂强度等都达不到应用的要求，影响其应用范围。

如何提高可降解材料的机械性能，同时降低以可降解材料的生产成本，是可降解材料得到推广，令人类既能继续使用廉价、轻质、高比强度、卫生的塑料制品，又能避免白色污染的关键。

发明内容

本发明的目的是可降解材料及其制备方法，该材料以聚丙烯为基体，将聚乳酸和二元酸和二元醇组成的可降解材料结合起来，具有较多的可降解基点，另一方面，聚丙烯和其他组分相结合，提高了材料的整体的机械性能，拓展了可降解材料应用范围。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可降解材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将聚乳酸、二元醇进行预聚合，然后加入二元酸和丁基锡酸，进行聚合；(2)将步骤(1)中所得混合物进行等离子诱导；(3)将步骤(2)中处理后的混合物加入到搅拌机中，加入二氧化钛、正辛基二茂铁、聚丙烯和润滑剂，再继续搅拌均匀；(4)将步骤(3)处理后的混合物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒。

本发明还提供一种根据前文所述的制备方法制备的可降解材料。

在上述技术方案中，本发明应用二元醇和二元酸参与和聚乳酸的聚合反应，提高了聚乳酸中醇羟基、羧基、酯基等活性基团的数量，增多了可降解的基点，同时，二氧化钛、正辛基二茂铁、聚丙烯和润滑剂的加入，又提高了材料整体的机械性能，在上述制备工艺中，通过等离子诱导，增加了可降解基点的活性，提高了材料的可降解效率，进一步的挤出工艺提高了材料的机械性能。同时，该方法简单，原料成本低，具有较好的推广应用价值。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种可降解材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将聚乳酸、二元醇进行预聚合，然后加入二元酸和丁基锡酸，进行聚合；(2)将步骤(1)中所得混合物进行等离子诱导；(3)将步骤(2)中处理后的混合物加入到搅拌机中，加入二氧化钛、正辛基二茂铁、聚丙烯和润滑剂，再继续搅拌均匀；(4)将步骤(3)处理后的混合物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒。

在上述技术方案中，本发明应用二元醇和二元酸参与和聚乳酸的聚合反应，提高了聚乳酸中醇羟基、羧基、酯基等活性基团的数量，增多了可降解的基点，同时，二氧化钛、正辛基二茂铁、聚丙烯和润滑剂的加入，又提高了材料整体的机械性能，在上述制备工艺中，通过等离子诱导，增加了可降解基点的活性，提高了材料的可降解效率，进一步的挤出工艺提高了材料的机械性能。同时，该方法简单，原料成本低，具有较好的推广应用价值。

当然，在上述技术方案中，各组分的添加的量可在较宽范围内进行调整，为了保证材料具有较好的机械性能，同时具有良好的可降解性，另外，优选地，以重量份计，聚乳酸5-15份，二元醇4-6份，二元酸5-8份，丁基锡酸2-3份，二氧化钛0.5-0.8份，正辛基二茂铁0.2-0.5份，聚丙烯30-40份，润滑剂3-5份。这样，可降解材料中基材主要是聚丙烯，而聚乳酸的添加的量较常规聚乳酸基材的可降解材料低，但是，材料的可降解性能并没有明显下降，另一方材料的机械性能能够满足日常塑料制品对材料机械性能的要求。