[发明专利]一种纳米晶全降解材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种纳米晶全降解材料及其制备方法，其特征在于：所述的全降解材料包括以下原料组分：纳米钙、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、PCL、PEG、甘油、偶联剂、PBAT、PLA、交联剂。本发明纳米晶全降解材料在土壤中完全降解的时间为9‑12个月；在温度4℃以上的土壤中完全降解的时间为6‑7个月。

技术领域

本发明涉及一种纳米晶全降解材料及其制备方法，属于可降解材料领域。

背景技术

可降解材料是在一段时间内，在热力学和动力学意义上均可降解的材料。按降解的外因因素来分，可分为:光降解材料、生物降解材料等，影响因素主要有温度、分子量 、材料结构等。

现有技术的可降解材料有聚乳酸材料、淀粉塑料。我国目前生产的淀粉塑料绝大多数为填充型淀粉塑料，即在非生物降解的高分子材料中添加一定比例的淀粉,通过淀粉的生物降解而致使整个材料物理性能崩溃,促使大量端基暴露以致氧化降解,但这种崩溃后的剩余部分中的PE、PVC等均不可能降解而一直残留于土壤中，日积月累当然会造成污染，因此国外将此类产品归属为淘汰型。含淀粉在90%以上，添加的其他组份也是能完全降解的，但其强度以及延展性能一直受到很大限制。聚乳酸材料力学性能优异。聚乳酸在生物体内可被水解成乳酸和乙酸，并经酶代谢为CO2和H2O，故可作为医用材料。聚乳酸还被用于生产包装容器、农用地膜 、纤维型运动服和被褥等。使用后可自动降解，不会污染环境。但传统的聚乳酸材料的加工的难度很大，不易成膜，对设备的要求很高，成型困难，难以生产对规格要求高的产品。

现有技术的降解材料具有以下缺陷：强度、延展性能、降解能力不能兼具；同时，生产条件苛刻，加工困难，不易推广。

发明内容

本发明提供一种纳米晶全降解材料及其制备方法，要达到以下发明目的：使降解材料同时具有较高的强度、延展性能、降解能力；简化生产工艺。

为实现以上发明目的，采用以下技术方案：

一种纳米晶全降解材料，所述的全降解材料包括以下原料组分：纳米钙、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、PCL、PEG、甘油、偶联剂、PBAT、PLA、交联剂。

所述的全降解材料，以重量份计，由以下原料组分组成：纳米钙75-85份、丙烯酸甲酯18-23份、丙烯酸乙酯20-25份、PCL 1-3份、PEG 1.5-2.5份、甘油6-8份、偶联剂0.5-1.5份、PBAT 1.5-2.5份、PLA 1.5-2.8份、交联剂K-001 1-2.5份。

所述的全降解材料，以重量份计，由以下原料组分组成：纳米钙80份、丙烯酸甲酯20份、丙烯酸乙酯25份、PCL 2份、PEG 2份、甘油7份、偶联剂1份、PBAT 2份、PLA 2份、交联剂K-001 2份。

所述的全降解材料，以重量份计，由以下原料组分组成：纳米钙81.5份、丙烯酸甲酯21份、丙烯酸乙酯24份、PCL 2.2份、PEG 2.5份、甘油6份、亚麻籽油4份、偶联剂1份、PBAT2.1份、PLA 2份、交联剂K-001 1.7份。

所述的纳米钙：粒度为70-90纳米，含水量低于0.2%，纯度为99.9%。

所述的PCL：牌号为CAPA6500；所述的PEG：型号为美国陶氏PEG200，密度为1.27g/ml（25℃）；所述的偶联剂：为碳化二亚胺。

一种纳米晶全降解材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将纳米钙粉与甘油搅拌，搅拌速率为1500转/min；搅拌后进行超声波辅助处理；

步骤2：滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯， 300转/min搅拌，进行聚合接枝反应；

步骤3：冷却到40℃；加入偶联剂，搅拌15-20分钟，然后加交联剂K-100，继续搅拌10-15分钟；