[发明专利]一种生物可降解塑料、制备方法及其应用

说明书

本申请公开了一种生物可降解塑料、制备方法及其应用，涉及高分子材料的技术领域；其中，一种生物可降解塑料，包括以下原料：聚乳酸（PLA）、接枝改性硅土以及扩链剂。本申请具有提高硅土粉体对PLA力学性能的增强效果的效果。

技术领域

本申请涉及高分子材料的技术领域，尤其是涉及一种生物可降解塑料、制备方法及其应用。

背景技术

可降解餐盒指的是可在自然环境微生物和酶的作用下，发生生物化学反应，引起外观霉变到内在质量变化，最终形成二氧化碳和水的餐具。可可降解餐盒根据使用的材料可分为两种：第一种是由天然材料制成的，如纸制品、秸秆以及淀粉等；第二种是由生物可降解高分子材料制成，如聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)以及聚(对苯二甲酸-己二酸-丁二醇)酯(PBAT)等。

其中，在生物可降解高分子材料中，PLA因机械强度高、熔点高、生物降解性好等优点得到广泛的运用。但是，PLA也具有许多限制其运用发展的缺点，如其韧性非常差、冲击强度低以及延展性也比较差等问题。

硅土是一种以石英为主、含有一定粘土质的矿物集合体，硅土矿矿石经粉碎加工后形成片状结构的微细粉体。通过在PLA中引入硅土粉体作为第三组分，以提高PLA的力学性能。

但是，由于硅土粉体与PLA有机相之间的相容性较差，使得两者之间的界面粘结力差，并且当PLA中加入的硅土粉体量较大时，硅土粉体在PLA基体中发生团聚，使得PLA结晶能力下降，进而导致PLA的力学性能下降，硅土粉体对PLA力学性能的增强效果较差。

发明内容

为了提高硅土粉体对PLA力学性能的增强效果，本申请提供一种生物可降解塑料、制备方法及其应用。

第一方面，本申请提供的一种生物可降解塑料采用如下的技术方案：

一种生物可降解塑料，包括以下原料：聚乳酸(PLA)、接枝改性硅土以及扩链剂。

优选的，所述接枝改性硅土由改性硅土接枝上乙酰柠檬酸三丁酯制得。

通过采用上述技术方案，将改性硅土化学接枝上乙酰柠檬酸三丁酯得到接枝改性硅土，并将硅土添加至聚乳酸复配得到生物可降解塑料，由于接枝改性硅土的表面上接枝有乙酰柠檬酸三丁酯，使得接枝改性硅土与聚乳酸以化学键的形式紧密结合，接枝改性硅土与聚乳酸具有良好的相容性硅土粒子进入聚乳酸大分子链之间均匀分散，减少硅土粒子聚乳酸基体中出现团聚现象的发生，进而提高了硅土粉体对PLA力学性能的增强效果。

优选的，所述扩链剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯与苯乙烯的共聚物。

通过采用上述技术方案，在塑料中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯与苯乙烯的共聚物作为扩链剂，其能与聚乳酸线性聚合物链上的官能团发生反应进而使得聚乳酸的分子链扩展以及分子量增大，进而提高了塑料的力学性能，并且该扩链剂还可以增大接枝改性硅土与聚乳酸之间的相容性，进而提高了硅土粉体对PLA力学性能的增强效果。

优选的，还包括抗氧化剂，所述抗氧化剂为特丁基对苯二酚。

通过采用上述技术方案，可降解塑料会受到紫外线、湿度和温度的影响较大，当将塑料暴露于上述条件下，可降解塑料的力学性能会显著下降，进而导致其制品的适用性较差；因此，通过在塑料中添加特丁基对苯二酚作为抗氧化剂，用来延缓塑料老化速度。

优选的，还包括钛白粉。

优选的，原料的具体投入比如下所示：

聚乳酸：75份；

接枝改性硅土：20-25份；

扩链剂：2.5份；

抗氧化剂：0.2份；

钛白粉：2份。

通过采用上述技术方案，在塑料中添加钛白粉实现对塑料的染色，提高了由该生物可降解塑料制得的餐盒的质量。