专利名称：一种可完全生物降解塑料薄膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料合成技术领域，具体地说是ー种聚乳酸与淀粉共混聚合可完全生物降解塑料薄膜的制备方法。
背景技术：
众所周知，用塑料薄膜制作的塑料袋轻、薄、不透水、強度较大、成本低，是ー种很好的包装材料，塑料袋的使用给人们的生活带来了极大的发便，使塑料袋的用量越来越大，但用后的废弃塑料袋不易回收， 特别是不易降解，大量的废弃塑料袋已成为当前污染环境的一个严重问题。为了减轻塑料薄膜对环境的污染，人们相继研发出了一些可降解塑料薄膜。完全降解塑料主要是由天然高分子如淀粉、纤维素、甲壳质或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如以石油为原料合成的聚己内酯(PCL)、聚丁ニ酸丁ニ醇酯(PBS)及其共聚体，还有以可再生资源为原料生产的聚乳酸(PLA)、由微生物生产的聚轻基酪酸(PHB)等。聚乳酸(Polylactic acid,PLA)是以乳酸为单体经化学合成的新型生物降解性高分子材料，无毒、无刺激性，可经生物分解为CO2和H2O,不造成环境污染，具有良好的生物相容性、热塑性、可加工性和优良的物理机械性能，广泛应用于生物医学、エ业、农业及日常生活等领域。目前，已有多种方式加工聚乳酸复合材料，将聚乳酸与淀粉共混是ー种简单易行的好方法，共混物除具有各组分固有的优良性能外，还由于组分间相互协同效应而呈现新的性能。聚乳酸/淀粉共混复合材料的组成中含有淀粉或其衍生物，在自然条件下可以被逐渐破坏，最后被完全降解为小分子，与环境同化，从而在根本上解决塑料消费后造成的环境污染问题。由于，现有技术生产的可降解塑料薄膜是添加型可降解塑料薄膜，其加工性能、力学性能和热塑性较差，生物降解需要一定的条件且时间较长，而塑料薄膜废弃后的环境，要么是被搁在封闭的垃圾处理系统中，要么就是暴露在条件不固定的自然环境中，很难保证这种塑料薄膜降解所需要的固定条件，这些降解塑料在大多数情况下，无论在垃圾处理系统中还是在自然环境因为受条件的现在而不能很好的降解。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高可完全生物降解塑料薄膜的制备方法，原材料易得，生产成本低，加工方便，具有良好的加工性能、力学性能，耐低温韧性好，常温抗冲强度、拉伸强度高，在自然条件下可以被逐渐破坏，最后被完全降解为小分子，与环境同化，从而在根本上解决塑料消费后造成的环境污染问题。实现本发明目的的具体技术方案是ー种可完全生物降解塑料薄膜的制备方法，其特点是由100份聚乳酸(PLA) ；30^45份玉米淀粉；0. Γθ. 2份聚合氯化铁(PFE) Γ5份增容剂；0. 05^1份交联剂；广2份碳酸钙；3飞份纳米结晶分散粉；广8份抗植物性提合丝纤维；5 15份聚脂纤维；所述组分按重量份配比均匀混合后的物料由同向双螺杆混炼机以16(Tl95°C分段加热控制熔融温度，使其聚合反应充分，双镙杆挤出的物料经冷冻升华脱水后由切粒机加工成聚乳酸/淀粉共混粒料，供吹膜机吹制塑料薄膜或塑料薄膜袋。所述增容剂为苯こ烯-马来酸酐接枝共聚物、聚こ烯接枝物或ニ异氰酸酷。所述交联剂为过氧化ニ异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化氢ニ异丙苯。所述纳米结晶分散粉为纳米级碳酸钙、滑石粉或陶土。所述同向双螺杆混炼 机为四段加热控制熔融温度，其加热温度一区为160 1750C ;ニ区为165 185°C ;三区为175 190°C ;四区为180 195°C ;压カ为6 IOMPa ;速度为:15 60 转 /min。所述冷冻升华脱水的温度为ー 30°C ー 40°C，脱水后的粉料含水量为3 5%重量比。本发明与现有技术相比具良好的加工、力学性能和耐低温韧性，制备エ艺简单，生产成本低，常温抗冲强度、拉伸强度高，在自然条件下可以被逐渐破坏，最后被完全降解为小分子，与环境同化，从而在根本上解决塑料消费后造成的环境污染问题。
具体实施例方式实施例I
(I)、物料的配比和混合
为避免淀粉、聚乳酸含水量高造成加工时有少量气泡产生的现象，影响薄膜质量，先将聚乳酸(PLA)和双木氧化变性淀粉原料分别进行干燥处理，然后取30重量份双木氧化变性淀粉与O. 15重量份聚合氯化铁(PFE)搅拌混合均匀后依次加入100重量份聚乳酸(PLA)、2. O重量份苯こ烯-马来酸酐接枝共聚物；0. 2重量份过氧化ニ异丙苯(DCP) ;2. O重量份碳酸钙、3. 5重量份纳米级滑石粉、3重量份抗植物性提合丝纤维和5重量份聚脂纤维搅拌混合，混合均匀的物料供混炼机混炼。(2)、挤出和切粒
将上述按重量份配比混合均匀的物料经同向双螺杆混炼机以四段温度控制进行熔融，使其聚合反应充分，由双螺杆混炼机将混炼后的物料挤出成条状型，然后由冷冻机组进行升华脱水，物料脱水后经切粒机加工成聚乳酸/淀粉共混粒料，混炼机热塑加工温度一区为165°C ;ニ区为175°C ;三区为185°C ;四区为195°C ;压カ为10MPa ;速度为45转/min ;冷冻升华脱水的温度为ー 40°C，脱水后的粉料含水量为5%重量比。⑶、吹膜
将上述聚乳酸/淀粉共混粒料由吹膜机吹制塑料薄膜或塑料薄袋。实施例2
α)、物料的配比和混合
为避免淀粉、聚乳酸含水量高造成加工时有少量气泡产生的现象，影响薄膜质量，先将聚乳酸(PLA)和双木氧化变性淀粉原料分别进行干燥处理，然后取35重量份双木氧化变性淀粉与O. 2重量份聚合氯化铁(PFE)搅拌混合均匀后依次加入100重量份聚乳酸(PLA)、
2.5重量份ニ异氰酸酯；0. 6重量份过氧化苯甲酰(BPO) ；1. 5重量份碳酸钙、4. 5重量份纳米级陶土、6重量份抗植物性提合丝纤维和10重量份聚脂纤维搅拌混合，混合均匀的物料供混炼机混炼。(2)、挤出和切粒
将上述按重量份配比混合均匀的物料经同向双螺杆混炼机以四段温度控制进行熔融，使其聚合反应充分，双螺杆混炼机将混炼后的物料挤出成条状型，然后由冷冻机组进行升华脱水，物料脱水后经切粒机加工成聚乳酸/淀粉共混粒料，混炼机热塑加工温度一区为162°C;ニ区为170°C;三区为180°C;四区为195°C;压カ为9. OMPa ;速度为40转/min ;冷冻升华脱水的温度为ー 35°C，脱水后的 粉料含水量为4. 5%重量比。⑶、吹膜
将上述聚乳酸/淀粉共混粒料由吹膜机吹制塑料薄膜或塑料薄袋。上述各实施例制备的吹塑膜以3300X0. 014mm检测，其纵向拉伸负荷为4. IN ;横向拉伸负荷为4. 2N ;纵向断裂伸长率为661% ;横向断裂伸长率为862% ;纵向直角撕裂负荷为
I.7N ;横向直角撕裂负荷为I. 9N ;平均厚度偏差为+14% ;极限偏差为+0. 003mm，检测结果说明本发明制备的吹塑膜均已达到普通塑料膜的要求。堆肥实验结果表明吹塑膜在81天后的生物分解率> 60%，0)2释放量> 110克，相关指标优于国家对生物可降解材料的规定要求。以上只是对本发明作进ー步的说明，并非用以限制本专利的实施应用，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。
权利要求
1.ー种可完全生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于由100份聚乳酸(PLA)；30 45份玉米淀粉；0. 1 0. 2份聚合氯化铁(PFE):1飞份增容剂；0. 05 I份交联剂；1 2份碳酸钙；3飞份纳米结晶分散粉；广8份抗植物性提合丝纤维；5 15份聚脂纤维；所述组分按重量份配比均匀混合后的物料由同向双螺杆混炼机以16(T195°C分段加热控制熔融温度，使其聚合反应充分，双镙杆挤出的物料经冷冻升华脱水后由切粒机加工成聚乳酸/淀粉共混粒料，供吹膜机吹制塑料薄膜或塑料薄膜袋。
2.根据权利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于所述增容剂为苯こ烯-马来酸酐接枝共聚物、聚こ烯接枝物或ニ异氰酸酷。
3.根据权利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于所述交联剂为过氧化ニ异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化氢ニ异丙苯。
4.根据权利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于所述纳米结晶分散粉为纳米级碳酸钙、滑石粉或陶土。
5.根据权利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于所述同向双螺杆混炼机为四段加热控制熔融温度，其加热温度一区为160 175°C ;ニ区为165 1850C ;三区为175 190°C ;四区为180 195°C ;压カ为6 IOMPa ;速度为15 60转/min。
6.根据权利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于所述冷冻升华脱水的温度为ー 30°C ー 40°C，脱水后的粉料含水量为3 5%重量比。
全文摘要
本发明公开了一种可完全生物降解塑料薄膜的制备方法，其特点是由聚乳酸与玉米淀粉、聚合氯化铁、增容剂、交联剂、碳酸钙、纳米结晶分散粉、抗植物性提合丝纤维和聚脂纤维按10030~450.1~0.21~50.05~11~23~51~85~15重量份均匀混合后由混炼机分段加热控制熔融温度，挤出的物料经冷冻脱水后由切粒机加工成可降解塑料薄膜粒料，供吹膜机吹制塑料薄膜或袋。本发明与现有技术相比具良好的加工、力学性能，工艺简单，成本低，常温抗冲强度和拉伸强度高，在自然条件下可以被逐渐破坏，最后被完全降解为小分子，与环境同化，从根本上解决了塑料消费后造成的环境污染问题。
文档编号C08L3/10GK102675840SQ20111039493
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者瞿海林 申请人:甘肃海河曜美生物科技有限公司