本发明涉及可降解垃圾袋
技术领域：
，尤其涉及一种聚乳酸可降解垃圾袋及其制备方法。
背景技术：
：随着世界经济的快速发展，人们享受着高分子材料给我们的生活带来便利、提高生活质量的同时，人们也意识到了非降解高分子材料废弃后对环境所造成的危害，“白色污染”给生态环境造成的破坏不容忽视，所以人们需要迫切寻找环境友好的通用塑料替代品。聚乳酸是一类新型的热塑性脂肪族聚酯，具有较高的强度，一定的生物相容性和耐热性，其制备所需的原材料为乳酸，乳酸来源广泛，主要由玉米，甘蔗，甜菜，秸秆等含有淀粉和纤维素的物质发酵得到。聚乳酸在大自然中最终的分解产物为二氧化碳和水，对环境没有任何污染，具有可持续发展性。聚乳酸作为一种环境友好材料，从长远看，它可以从根本上解决塑料污染所带来的生态问题。但是它也有其自身的缺陷，纯聚乳酸的力学强度较低、脆性严重、冲击韧性较差、热稳定性差。这些都严重限制了聚乳酸的开发应用。技术实现要素：基于
背景技术：
存在的技术问题，本发明提出了一种聚乳酸可降解垃圾袋及其制备方法，本发明可生物降解，且韧性好，力学强度好。本发明提出的一种聚乳酸可降解垃圾袋，其原料按重量百分比包括：聚乳酸40-70％、热塑性乙酰化淀粉10-30％、改性碳纤维10-30％，其中，各原料重量百分比的总和为100％。优选地，在热塑性乙酰化淀粉的制备过程中，将乙酰化淀粉与甘油混匀，密封保存12-36h，然后于100-200℃，以40-80r/min的转速熔融共混5-20min得到热塑性乙酰化淀粉。优选地，在热塑性乙酰化淀粉的制备过程中，乙酰化淀粉与甘油的重量比为2-3:2-3。优选地，在改性碳纤维的制备过程中，将碳纤维与磷酸混匀，于90-110℃，以80-120r/min的转速搅拌1.5-2.5h，离心，水洗沉淀，真空干燥得到改性碳纤维，其中，碳纤维的长度为50-300μm。优选地，在改性碳纤维的制备过程中，碳纤维与磷酸的重量比为1:5-10。优选地，在改性碳纤维的制备过程中，真空干燥的温度为60-80℃，干燥时间为12-36h。本发明还提出了上述聚乳酸可降解垃圾袋的制备方法，包括如下步骤：s1、将热塑性乙酰化淀粉与聚乳酸熔融共混得到中间物料；s2、将中间物料、改性碳纤维均经真空干燥处理，然后熔融共混，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒；将母粒吹塑成型得到聚乳酸可降解垃圾袋。优选地，在s1中，熔融共混的温度为150-250℃，转速为40-60r/min，共混时间为5-15min。优选地，在s2中，真空干燥箱的温度为60℃，干燥时间为24h。优选地，在s2中，熔融共混的温度为150-200℃，速度为30-80r/min，共混时间为5-20min。优选地，在s2中，双螺杆挤出机的温度为150-250℃，转速为100-300r/min。优选地，在s2中，吹塑成型的温度为150-250℃。有益效果：本发明选用乙酰化淀粉和甘油熔融共混得到热塑性乙酰化淀粉，可以降低淀粉分子间氢键的作用，提高淀粉的热塑性，与聚乳酸共混，可以提高聚乳酸的韧性；且淀粉可降解，不会污染环境；选用微米长度的碳纤维经磷酸改性增加了碳纤维表面的粗糙度和表面含氧官能团，与聚乳酸、热塑性乙酰化淀粉以适宜比例相互配合，使得聚乳酸的力学强度、韧性、热变形温度和热导率均有提高；本发明选用聚乳酸、热塑性乙酰化淀粉、改性碳纤维以合适比例相互配合，在保持生态友好的基础上，又改善了聚乳酸的性能，降低了成本，从而得到一种性能优异、成本较低的完全可生物降解的复合物材料。具体实施方式下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1一种聚乳酸可降解垃圾袋，其原料按重量百分比包括：聚乳酸70％、热塑性乙酰化淀粉20％、改性碳纤维10％；在热塑性乙酰化淀粉的制备过程中，将乙酰化淀粉与甘油混匀，密封保存18h，然后于120℃，以40r/min的转速用流变仪熔融共混10min得到热塑性乙酰化淀粉，其中，乙酰化淀粉与甘油的重量比为2:3；在改性碳纤维的制备过程中，将去除表面杂质的碳纤维与磷酸混匀，于100℃，以100r/min的转速搅拌2h，以500r/min离心3min，用水洗沉淀5次，于80℃真空干燥12h得到改性碳纤维，其中，碳纤维的长度为50μm，碳纤维与磷酸的重量比为1:5。上述聚乳酸可降解垃圾袋的制备方法，包括如下步骤：s1、将热塑性乙酰化淀粉与聚乳酸用流变仪熔融共混得到中间物料，其中，熔融共混的温度为150℃，转速为40r/min，共混时间为5min；s2、将中间物料、改性碳纤维均于60℃真空干燥24h处理，然后加入初始转速为10r/min的流变仪中，带物料加完后，转速为30r/min，于150℃熔融共混8min，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒；将母粒于180℃吹塑成型得到聚乳酸可降解垃圾袋，其中，双螺杆挤出机各段的温度为150℃，转速为150r/min。实施例2一种聚乳酸可降解垃圾袋，其原料按重量百分比包括：聚乳酸50％、热塑性乙酰化淀粉30％、改性碳纤维20％；在热塑性乙酰化淀粉的制备过程中，将乙酰化淀粉与甘油混匀，密封保存24h，然后于150℃，以60r/min的转速用流变仪熔融共混15min得到热塑性乙酰化淀粉，其中，乙酰化淀粉与甘油的重量比为1:1；在改性碳纤维的制备过程中，将去除表面杂质的碳纤维与磷酸混匀，于110℃，以80r/min的转速搅拌2.5h，以500r/min离心3min，用水洗沉淀5次，于60℃真空干燥36h得到改性碳纤维，其中，碳纤维的长度为150μm，碳纤维与磷酸的重量比为1:10。上述聚乳酸可降解垃圾袋的制备方法，包括如下步骤：s1、将热塑性乙酰化淀粉与聚乳酸用流变仪熔融共混得到中间物料，其中，熔融共混的温度为200℃，转速为50r/min，共混时间为10min；s2、将中间物料、改性碳纤维均于60℃真空干燥24h处理，然后加入初始转速为20r/min的流变仪中，带物料加完后，转速为50r/min，于180℃熔融共混15min，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒；将母粒于200℃吹塑成型得到聚乳酸可降解垃圾袋，其中，双螺杆挤出机各段的温度为200℃，转速为200r/min。实施例3一种聚乳酸可降解垃圾袋，其原料按重量百分比包括：聚乳酸60％、热塑性乙酰化淀粉10％、改性碳纤维30％；在热塑性乙酰化淀粉的制备过程中，将乙酰化淀粉与甘油混匀，密封保存36h，然后于200℃，以80r/min的转速用流变仪熔融共混20min得到热塑性乙酰化淀粉，其中，乙酰化淀粉与甘油的重量比为3:2；在改性碳纤维的制备过程中，将去除表面杂质的碳纤维与磷酸混匀，于90℃，以120r/min的转速搅拌1.5h，以500r/min离心3min，用水洗沉淀5次，于70℃真空干燥24h得到改性碳纤维，其中，碳纤维的长度为300μm，碳纤维与磷酸的重量比为1:7.5。上述聚乳酸可降解垃圾袋的制备方法，包括如下步骤：s1、将热塑性乙酰化淀粉与聚乳酸用流变仪熔融共混得到中间物料，其中，熔融共混的温度为250℃，转速为60r/min，共混时间为15min；s2、将中间物料、改性碳纤维均于60℃真空干燥24h处理，然后加入初始转速为30r/min的流变仪中，带物料加完后，转速为80r/min，于200℃熔融共混20min，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒；将母粒于250℃吹塑成型得到聚乳酸可降解垃圾袋，其中，双螺杆挤出机各段的温度为250℃，转速为300r/min。对比例取纯的聚乳酸，不添加热塑性乙酰化淀粉、改性碳纤维，按照实施例1所述的制备方法制得垃圾袋。对实施例1-3和对比例制得垃圾袋进行性能检测，结果如下表所示：检测项目实施例1实施例2实施例3对比例拉伸强度(mpa)66787560断裂伸长率(％)141896弯曲强度(mpa)10912011798由上表可以看出，随着热塑性乙酰化淀粉含量的增加，断裂伸长率先增加后递减。热塑性乙酰化淀粉的加入可以对聚乳酸起到增韧作用，对pla的脆性有一定的改进。随着碳纤维含量的增加，拉伸强度和弯曲强度先增加后递减。这是由于随着碳纤维含量的增加，碳纤维与聚乳酸基体的接触面积逐渐变大，在拉伸过程，碳纤维承担应力相对较多，起到明显的骨架增强作用。随着碳纤维含量继续增加，碳纤维与碳纤维基体间的接触面积增加效果不明显，过多的碳纤维容易在碳纤维基体间发生轻微团聚。碳纤维也难以被碳纤维基体充分浸润，界面粘结性变弱，外力不能有效分散，导致骨架增强作用减弱。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12