[发明专利]一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋及其制备方法，所述包装袋包含以下重量分数的组分：PLA 50‑90份、PBAT 20‑40份、淀粉10‑20份相容剂5‑10份、扩链剂0.5‑2份、抗菌剂8‑15份；其制备方法为：改性淀粉的制备‑原料预处理‑原料混合‑挤出造粒‑挤出吹膜制备得到包装袋；本发明的高耐刺破可生物降解包装袋以PLA、PBAT、改性淀粉为原料，并添加特定种类的相容剂和抗菌剂使用，提高了可降解包装袋的降解性能，绿色环保，成本低，同时抗菌性能优异，抗菌周期长，力学性能好，耐刺破性能优异。

技术领域

本发明涉及可生物降解包装材料技术领域，尤其涉及一种抗菌耐刺破可生物降解包装袋及其制备方法。

背景技术

石油资源的快速耗竭，再加上环境条件下不可再生聚合物废物所带来的生态威胁，必须以替代方式开发生物基和可生物降解的聚合物。聚乳酸(PLA)是一种重要的生物基可降解塑料，由于其易加工、机械强度高等优异性能,在替代石油基非降解塑料方面具有巨大的潜力。

PLA首先被应用在生物医药领域，PLA作为具有良好生物相容性的生物可降解材料,因其降解产物无毒无刺激,对人或者生物体非常安全，同时力学性能优异，所以得到广泛的关注,被用于药物缓释、医用缝合线、组织工程材料等。随着人们对生物可降解塑料制品的需求不断增大，PLA也开始广泛应用于包装材料等领域。目前社会上包装材料大多用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等不可降解的高分子材料制备而成，给生态环境造成巨大的压力，而以PLA为原料制备的食品包装袋、一次性餐具等产品不仅不影响正常使用，同时其废弃物可降解，对环境不会带来任何污染。

PLA常用两种方式合成：丙交酯(LA)的开环聚合(ROP)和LA的直接缩聚。LA是通过通常来自玉米，糖原料，大米等的发酵得到的乳酸，其生物来源决定了PLA具有优异的生物降解性能，除此之外，PLA还具有可接受的特性如高透明度、良好的刚度、易于印刷和低毒性。尽管PLA具有良好的特性，但PLA是一种半结晶聚合物，由于其在常规加工技术中的极慢的结晶速度和快速的冷却速度，在加工后常常变成非晶态，因此固有地变脆，与传统的石油聚合物相比，PLA的性能(如蒸气/气体阻隔性，抗冲击性和熔体粘度)通常不足，这限制了其功能性应用。目前主要广泛采用可交联或其它柔性聚合物、混合增强用天然或刚性纳米填料改善其材料性能不能，交联的PLA结构可以通过使用昂贵的辐射设备进行辐照(电子束类型或γ辐照)或化学交联来实现，但PLA样品必须为非常薄的薄片形式，以从辐射中获取足够的能量以引发交联反应，该方法干扰了原始PLA的结构，因此大大限制了其实际应用。

目前，提高PLA韧性的方式主要由共聚改性、增塑改性和熔融共混改性，熔融共混由于加工操作简单、成本低被广泛采用。

聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是一种生物可降解脂肪族-芳香族共聚酯，它是由己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇为原料通过直接酯化或酯交换的方法合成。PBAT同PLA一样都是常见的生物可降解塑料，能在较短时间内降解，不会对环境造成危害。因为其玻璃化转变温度非常低，在室温下为橡胶态，因此PBAT的柔韧性非常好，而且PBAT抗撕裂强度高、易于加工、热稳定性好，被广泛用于包装袋、膜等领域。

将PLA与生物可降解的柔性树脂聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)共混,可以在不牺牲其生物降解性的前提下提高PLA的韧性，但PLA与PBAT不相容，受力时不能进行界面间的应力传递，影响材料进一步性能的提升，选择合适的增溶剂进行改性对于提高共混物的相容性具有重要意义。

为了满足可降解生物材料制备的包装袋、膜、餐具等具备优异的抗菌性能，通常需添加抗菌剂使用，常用的抗菌剂种类包括无机抗菌剂、有机抗菌剂等。