[发明专利]一种生物可降解吸管及其制备方法

说明书

本发明公开一种生物可降解吸管及其制备方法，该吸管按质量百分数计，包括如下组分：聚乳酸50～80％，聚羟基脂肪酸酯10～40％，竹粉3～12％，环氧大豆油1～2％，铝钛偶联剂0.3～1％，润滑剂0.1～1％，抗水解剂0.1～1％。其制备方法为：将竹粉和铝钛偶联剂搅拌均匀得到竹粉预处理料备用；在100～250r/min的搅拌速度下，向聚乳酸和聚羟基脂肪酸酯的树脂混合物中依次加入环氧大豆油、竹粉预处理料、润滑剂和抗水解剂，搅拌均匀，形成聚乳酸混合料；将聚乳酸混合料加入双螺杆挤出设备中，挤出吸管管胚，管胚在牵引设备牵引下依次经水冷、风冷、除水和切割，得到生物可降解吸管产品。本发明的生物可降解吸管材料可以有效延长PLA吸管的降解时间，提供PLA吸管的力学性能，并有效改善吸管抑制有害菌的能力。

技术领域

本发明涉及一种吸管材料及其制备方法，特别涉及一种生物可降解吸管及其制备方法，属于高分子材料及其加工技术领域。

背景技术

吸管产品是饮用各类饮料的用品，它极大的方便了人们的日常的饮食生活，已成为日常生活中必不可少的用品。但是，传统吸管材料通常为聚丙烯等，这些无回收价值又无法快速降解的塑料吸管的大量使用，给人们生活环境造成严重的白色污染。基于此，人们开始使用生物可降解材料聚乳酸作来替代传统的聚丙烯吸管。

然而，聚乳酸材料因硬而脆、韧性差等问题无法满足现有塑料吸管的生产成型要求，造成聚乳酸吸管无法全面替代塑料吸管的困局。目前聚乳酸吸管主要存在如下技术问题：传统的聚乳酸吸管耐热温度低，保存环境温度超过60℃时，产品在短时间内快速降解造成吸管整体降解脆裂无法使用的现象，使得吸管产品还在货架期就失效，造成大量材料浪费，不利于环保性聚乳酸材料的推广使用；同时聚乳酸吸管产品生产储存过程中表面容易滋生有害微生物，造成食品安全问题。

发明内容

发明目的：针对现有聚乳酸吸管材料存在的力学性能差、耐热温度低易降解、储存过程中易滋生有害微生物等问题，本发明提供了一种生物可降解吸管，另外，还提供了一种该生物可降解吸管的制备方法。

技术方案：本发明所述的一种生物可降解吸管，按质量百分数计，包括如下组分：聚乳酸50～80％，聚羟基脂肪酸酯10～40％，竹粉3～12％，环氧大豆油1～2％，铝钛偶联剂0.3～1％，润滑剂0.1～1％，抗水解剂0.1～1％。

上述组分中，聚乳酸(以下简写为“PLA”)、聚羟基脂肪酸酯(以下简写为“PHA”)和竹粉为主要原料。优选的，聚乳酸的重均分子量为10～25万。聚羟基脂肪酸酯优选为3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物，其重均分子量≥25万，冲击强度≥6KJ/m²。竹粉为粉料状，其粒径优选为150～200目，用于提高材料的耐热性和刚性。

环氧大豆油、铝钛偶联剂、润滑剂、抗水解剂为辅助成分。较优的，环氧大豆油的环氧值为6.0-6.5％，用于提高吸管的塑性、热稳定性，在加工中可改善吸管的回弹性和成型稳定性。铝钛偶联剂为市售的铝钛复合型偶联剂，用于改善竹粉和复合材料的界面作用，提高吸管的综合性能。润滑剂优选采用乙撑双硬脂酸酰胺(以下简写为“EBS”)，能显著改善树脂、填料的分散性，在加工中，可改善树脂的流动性，提高工效，使制品有光泽，色彩均匀鲜艳。抗水解剂可为聚碳化二甲胺、化二甲胺中的至少一种，可降低PLA/PHA在加工过程中出现的降解。

本发明所述的一种生物可降解吸管的制备方法，包括如下步骤：

(1)将竹粉和铝钛偶联剂搅拌均匀得到竹粉预处理料，备用；

(2)将聚乳酸和聚羟基脂肪酸酯加入搅拌机，在100～250r/min的搅拌速度下，依次加入环氧大豆油、竹粉预处理料、润滑剂和抗水解剂，搅拌均匀，形成聚乳酸混合料；

(3)将聚乳酸混合料加入双螺杆挤出设备中，通过熔融、混炼、挤出吸管管胚，管胚在牵引设备牵引下依次通过水冷装置、风冷装置、除水装置和切割装置，得到生物可降解吸管产品。