CN111718566A - 一种pla/pbat生物降解复合材料及其制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体公开了一种PLA/PBAT生物降解复合材料及其制品。该PLA/PBAT生物降解复合材料包括33～95.9质量份的聚乳酸(PLA)、3～60质量份的聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、1～5质量份的相容剂及0.1～2质量份的扩链剂。该PLA/PBAT生物降解复合材料兼具PLA及PBAT的特性，冲击强度高，韧性好。

Description

一种PLA/PBAT生物降解复合材料及其制品
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种PLA/PBAT生物降解复合材料及其制品。
【背景技术】
聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米、马铃薯等)所提取出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。
PLA具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。因此，PLA广泛应用于膜材、板材等日用消耗品。但是，由于纯PLA偏脆，抗冲击和抗撕裂能力差，无法单独用于较高延伸率应用的产品中。
因此，有必要开发一种新型的生物降解复合材料，以解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种PLA/PBAT生物降解复合材料，能够兼具PLA及PBAT的特性，冲击强度高，韧性好。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种PLA/PBAT生物降解复合材料，包括以下质量份的组分：
聚乳酸，33～95.9质量份；
聚己二酸对苯二甲酸丁二酯，3～60质量份；
相容剂，1～5质量份；及
扩链剂，0.1～2质量份。
作为本发明的优选，所述聚乳酸为L-聚乳酸或者D-聚乳酸。
作为本发明的优选，所述聚乳酸的光学纯度为80％～100％，所述聚乳酸的重均分子量为20000～300000。
作为本发明的优选，所述扩链剂为苯乙烯-丙烯酸酯-环氧丙烯酸酯共聚物。
作为本发明的优选，所述相容剂为三元乙丙橡接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁基共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯丙烯酸甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(EBA-g-GMA)中的至少一种。
作为本发明的优选，还包括0～10质量份的填充物，所述填充物为滑石粉、硅灰石、硫酸钡、二氧化硅、碳酸钙中的至少一种。
作为本发明的优选，所述填充物的目数为1500～12000。
一种制品，其采用上述的PLA/PBAT生物降解复合材料制成。
作为本发明的优选，所述制品为吸管、湿纸巾盖或一次性包装夹。
本发明的有益效果是：本发明提供的生物降解复合材料，通过PLA与PBAT共聚物复合，并加入相容剂及扩链剂，使得PLA与PBAT之间具有较好的相容性，相互之间协同作用，从而使本发明的PLA/PBAT生物降解复合材料兼具PLA及PBAT的特性，冲击强度高，韧性好。另外，由于可生物降解，具有较好的环境效益，应用前景广。
【具体实施方式】
一种PLA/PBAT生物降解复合材料，包括33～95.9质量份的聚乳酸(PLA)、3～60质量份的聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、1～5质量份的相容剂及0.1～2质量份的扩链剂。
具体的，本发明中的聚乳酸为L-聚乳酸或者D-聚乳酸。其中，聚乳酸的光学纯度为80％～100％，聚乳酸的重均分子量为20000～300000。
本发明中的相容剂为三元乙丙橡接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁基共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯丙烯酸甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(EBA-g-GMA)中的至少一种。
本发明中的扩链剂为苯乙烯-丙烯酸酯-环氧丙烯酸酯共聚物。通过增加扩链剂，可降低PLA与PBAT之间的酯交换，增加PLA与PBAT的相容性。
为了进一步提升复合材料的弯曲模量，可在复合材料中加入0～10质量份的填充物。其中，该填充物为滑石粉、硅灰石、硫酸钡、二氧化硅、碳酸钙中的至少一种。优选的，该填充物的目数为1500～12000。
为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，现结合具体实施例详细说明如下。
实施例1
一种PLA/PBAT生物降解复合材料，包括91.7质量份的聚乳酸(PLA)、5质量份的聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、3质量份的聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)及0.3质量份的苯乙烯-丙烯酸酯-环氧丙烯酸酯共聚物。
按上述比例称取相应的组分，将各组分混合搅拌均匀后，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，从而得到PLA/PBAT生物降解复合材料。
比较例1
一种PLA/PBAT生物降解复合材料，包括92质量份的聚乳酸(PLA)、5质量份的聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、3质量份的聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)。
按上述比例称取相应的组分，将各组分混合搅拌均匀后，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，从而得到PLA/PBAT生物降解复合材料。
实施例2
一种PLA/PBAT生物降解复合材料，包括63.7质量份的聚乳酸(PLA)、30质量份的聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、3质量份的聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、0.3质量份的苯乙烯-丙烯酸酯-环氧丙烯酸酯共聚物及3质量份的滑石粉。
按上述比例称取相应的组分，将各组分混合搅拌均匀后，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，从而得到PLA/PBAT生物降解复合材料。
比较例2
一种PLA/PBAT生物降解复合材料，包括66.7质量份的聚乳酸(PLA)、30质量份的聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、3质量份的聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH、及0.3质量份的苯乙烯-丙烯酸酯-环氧丙烯酸酯共聚物。
按上述比例称取相应的组分，将各组分混合搅拌均匀后，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，从而得到PLA/PBAT生物降解复合材料。
分别将上述实施例1、2制备的PLA/PBAT生物降解复合材料及比较例1、2制备的PLA/PBAT生物降解复合材料加入注塑机中注塑成型，得到标准样条，按照相关标准测试其性能，测试标准及测试结果如下表1所示。
表1 测试结果
Figure BDA0002003151790000041
从表1中实施例1与比较例1的测试结果可以看出，实施例1的PLA/PBAT生物降解复合材料具有较高的断裂伸长率及冲击强度，即在PLA/PBAT生物降解复合材料中添加一定比例的扩链剂，可提高PLA/PBAT生物降解复合材料的抗冲击性能及韧性。从表1中实施例2与比较例2的测试结果可以看出，实施例2的PLA/PBAT生物降解复合材料具有较高的断裂伸长率、较低的弯曲强度及较高的弯曲模量，即在PLA/PBAT生物降解复合材料中添加一定比例的滑石粉等填充物，可提高PLA/PBAT生物降解复合材料的韧性。
可见，本发明的PLA/PBAT生物降解复合材料兼具PLA及PBAT的特性，冲击强度高，韧性好。另外，由于PLA及PBAT可生物降解，因此，该PLA/PBAT生物降解复合材料具有较好的环境效益，应用前景广。
本发明还提供一种制品，其采用本发明的PLA/PBAT生物降解复合材料制成。其中，该制品可为吸管、湿纸巾盖或一次性包装夹等产品。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种PLA/PBAT生物降解复合材料，其特征在于，包括以下质量份的组分：
聚乳酸，33～95.9质量份；
聚己二酸对苯二甲酸丁二酯，3～60质量份；
相容剂，1～5质量份；及
扩链剂，0.1～2质量份。
2.根据权利要求1所述的PLA/PBAT生物降解复合材料，其特征在于，所述聚乳酸为L-聚乳酸或者D-聚乳酸。
3.根据权利要求2所述的PLA/PBAT生物降解复合材料，其特征在于，所述聚乳酸的光学纯度为80％～100％，所述聚乳酸的重均分子量为20000～300000。
4.根据权利要求1所述的PLA/PBAT生物降解复合材料，其特征在于，所述扩链剂为苯乙烯-丙烯酸酯-环氧丙烯酸酯共聚物。
5.根据权利要求1所述的PLA/PBAT生物降解复合材料，其特征在于，所述相容剂为三元乙丙橡接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁基共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯丙烯酸甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(EBA-g-GMA)中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的PLA/PBAT生物降解复合材料，其特征在于，还包括0～10质量份的填充物，所述填充物为滑石粉、硅灰石、硫酸钡、二氧化硅、碳酸钙中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的PLA/PBAT生物降解复合材料，其特征在于，所述填充物的目数为1500～12000。
8.一种制品，其特征在于，其采用权利要求1至7任一项所述的PLA/PBAT生物降解复合材料制成。
9.根据权利要求8所述的制品，其特征在于，所述制品为吸管、湿纸巾盖或一次性包装夹。
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