一種吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法，尤其涉及一種吸塑用聚乳酸復(fù)合 材料片材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑料包裝片材主要用于生產(chǎn)一次性塑料杯、盤、碗、碟、盒等熱成型制品，廣泛應(yīng)用 于食品、疏菜、水果、飲料、乳品、工業(yè)零件等領(lǐng)域的包裝。隨著國內(nèi)需求的日益增長，包裝塑 料熱成型片材用途也越來越廣泛，用量也在逐年增加，前景看好。隨著國家對環(huán)保的重視， 適應(yīng)生產(chǎn)的"環(huán)保降解片材生產(chǎn)線"已經(jīng)能夠成功向市場供應(yīng)各類型的"降解片材"。用于 制造包裝制品的熱塑性片材主要有傳統(tǒng)的PE、PP、PS、PVC、PET等等，都是來自不可再生的 石化類資源。上述幾種材料大部分是聚烯烴類聚合物，屬于非降解類材料。聚乳酸（PLA)和 淀粉作為兩種最具潛力的綠色可降解生物高分子，淀粉/PLA可生物降解復(fù)合材料的研宄 近年來受到了廣泛關(guān)注。淀粉/PLA復(fù)合材料綜合了 PLA優(yōu)良的性能以及淀粉低成木的優(yōu) 點，不僅能夠部分替代傳統(tǒng)石油基塑料，更拓展了淀粉的非食物用途，是一種極具開發(fā)前景 的新型可降解塑料。PLA的分子支鏈數(shù)量少，熔體粘度和熔體強度低，熔體粘彈性差。為提 高聚合物的熔體強度，人們做了許多嘗試，結(jié)果證明，獲得改性支化結(jié)構(gòu)是解決此問題的一 種有效途徑。長鏈支化結(jié)構(gòu)對聚合物的物理性能存在顯著的影響，甚至很小量的支化結(jié)構(gòu) 就會導(dǎo)致聚合物的熔體和溶液流變性特、熱性能、力學(xué)性能以及生物降解性能的巨大變化。 淀粉作為一種天然高分子材料，用其作為塑料制品的原料可大大降低塑料工業(yè)對石油資源 的依賴性。同時，用淀粉為原料制備的塑料產(chǎn)品在各種環(huán)境中都具備完全降解的能力。淀 粉經(jīng)過降解或灰化后，形成不會對土壤或空氣造成毒害的〇) 2和H 20,并能夠再次進入資源 再生的循環(huán)。此外，開拓淀粉在塑料工業(yè)中的應(yīng)用還有利于農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及推動農(nóng) 業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。因此，如何制造成本合適，加工性能和使用性能都能滿足現(xiàn)有要求，并且可 生物降解的片材，一直是問題的關(guān)鍵所在。
[0003] 有鑒于上述現(xiàn)有的可降解塑料存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造 多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研宄創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新 型吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材及其制備方法，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研宄、設(shè)計， 并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的可降解塑料存在的缺陷，而提供一種新型吸 塑用聚乳酸復(fù)合材料片材及其制備方法，提高使用性能，環(huán)境友好，從而更加適于實用，且 具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
[0005] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材，包括如下質(zhì)量分的各組分，
[0006] 聚乳酸50-80份， 聚丁二酸丁二醇酯 10-30份， 淀粉 10-30份， 過氧化二苯甲酰 0.5-1份， 增塑劑 6-30份， 抗氧劑 0.3-2份。
[0007] 更進一步的，前述的吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材，所述增塑劑2-10份乙二醇、 2-10份甘油和2-10份山梨醇三者的混合物。
[0008] 更進一步的，前述的吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材，所述抗氧劑為四[β-(3,5-二 叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
[0009] 吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材的制備方法，采用如下制備工藝，
[0010] ⑴將淀粉和增塑劑混合均勾，混合物密封靜置，經(jīng)擠出成型后得到的顆粒干燥， 即熱塑性淀粉顆粒；
[0011] ⑵將聚乳酸、抗氧劑和聚丁二酸丁二醇酯分別干燥，按比例將聚乳酸、聚丁二酸 丁二醇酯、過氧化二苯甲酰和抗氧劑在高速共混機中混合均勻，然后擠出造粒制得改性聚 乳酸顆粒，并干燥處理；
[0012] (3)將（1)制得熱塑性淀粉顆粒和（2)制得改性聚乳酸顆粒按照比例進行混合，密 封靜置，擠出造粒后，干燥得吸塑用聚乳酸復(fù)合粒料；
[0013] (4)將⑶制得的吸塑用聚乳酸復(fù)合粒料投入到流延機中，歷經(jīng)熔融、塑化、壓延、 牽引、冷卻和收卷成型，制得吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材。
[0014] 更進一步的，前述的吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材的制備方法，所述（1)中采用單 螺桿擠出機擠出成型，螺桿溫度為80°C _140°C，螺桿轉(zhuǎn)速為160-240rpm。
[0015] 更進一步的，前述的吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材的制備方法，所述（2)中采用同 向雙螺桿擠出機擠出造粒，螺桿溫度為125°C _185°C，螺桿轉(zhuǎn)速為160-250rpm。
[0016] 更進一步的，前述的吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材的制備方法，所述吸塑用聚乳酸 復(fù)合材料片材的厚度為〇. 2-1. 2mm。
[0017] 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材及其制備方法至少具有下 列優(yōu)點：
[0018] 本發(fā)明的吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材及其制備方法，其中聚乳酸（PLA)和淀粉是 兩種最具潛力的綠色可降解生物高分子，但聚乳酸（PLA)應(yīng)用成本較高，韌性差，分子支鏈 數(shù)量少，加工不穩(wěn)定；由于淀粉的分解溫度低于其熔解溫度，所以淀粉必須通過一定的工藝 使淀粉熱塑性化，可以達到用于制造塑料材料的機械性能。本發(fā)明先分別通過熔融共混方 法制備了熱塑性淀粉顆粒，過氧化二苯甲酰（BPO)增粘改性聚乳酸（PLA)/聚丁二酸丁二醇 酯（PBS)復(fù)合顆粒，再采用熔融擠出、壓延成型制備得到吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材。相比 于傳統(tǒng)塑料，該種吸塑用聚乳酸復(fù)合材料具有理化性能優(yōu)良、生物及化學(xué)降解性能好且降 解時間可控、無毒無味、耐酸堿、防病菌、防紫外線、易加工成型及易降解生成對環(huán)境無害的 COjPH2O等優(yōu)良性能。
[0019] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例詳細說明如后。
【具體實施方式】
[0020] 為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，對依據(jù) 本發(fā)明提出的吸塑用聚乳酸復(fù)合材料片材及其制備方法其【具體實施方式】、特征及其功效， 詳細說明如后。
[0021] 實施例1
[0022] 原料組分為：
[0023] 聚乳酸(PLA) 56份 聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 18份 淀粉 18份 過氧化二苯甲酰(BPO) 0.6份 乙二醇 2份 甘油 2份 山梨醇 2份 抗氧劑 1.4份
[0024] 將淀粉和增塑劑按比例混合均勻。得到的混合物密封在塑料袋中儲存。采用單螺 桿擠出機擠出成型，擠出機螺桿溫度為85°C，螺桿轉(zhuǎn)速為160rpm。將制得的熱塑性淀粉顆 粒于室溫下真空干燥12h。將PLA、抗氧劑于70°C下真空干燥15h，并真空冷卻，PBS顆粒在 普通鼓風(fēng)干燥箱中60°C下干燥15h。按照比例將PLA、PBS、BPO及抗氧劑在高速共混機中 混合均勻。然后利用同向雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機螺桿各段溫度分別為：80°C、85°C、 90°C、95°C、105°C、110°C、105°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm。將制得的改性聚乳酸顆粒于60°C下 真空干燥18h。將制得的熱塑性淀粉顆粒和改性聚乳酸顆粒按照比例進行混合，密封在塑料 袋中放置16h。然后利用同向雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機螺桿各段溫度分別為：125°C、 155°C、165°C、170°C、175°C、170°C、165°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm。將制得的改性聚乳酸顆粒于 60°C下真空干燥18h，即可得到吸塑用聚乳酸復(fù)合粒料。將制得的粒料投入到流延機中，調(diào) 整模頭和氣刀參數(shù)，歷經(jīng)熔融，塑化，壓延，牽引，冷卻和收卷，制得厚度為〇. 35_的吸塑用 聚乳酸復(fù)合材料片材。
[0025] 實施例2
[0026] 原料組分為：
[0027] 聚乳酸(PLA) 60份 聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 15份 淀粉 15份 過氧化二苯甲酰(BPO) 0.8份 乙二醇 2份 甘油 4份