可光/生物降解材料及其制备方法

本发明涉及一种可降解材料及可降解材料的制备方法，具体为一种可光/生物降解材料及其制备方法。

背景技术：

1、海洋污染问题的严重性已引起了人类高度重视，不可降解塑料带来的“白色垃圾”已致使无数海洋生物濒临灭绝，海洋生态系统遭到了严重破坏。据统计，每年约有1000多万吨的各类垃圾通过各种方式进入海洋，不可降解塑料自然降解大概需要100～200年，这些大量且不可降解的垃圾会对海洋生物及整个海洋生态环境造成巨大伤害。

2、目前，可降解材料发展迅速，在各行各业都有广泛应用。在海洋上堆积的塑料垃圾大部分属于不可降解包装材料，可降解材料在包装领域的应用会大幅改善海洋污染问题，但是典型的生物可降解材料在海水环境下，没有表现出与普通环境下相同的降解速度和降解效率，甚至有些可降解材料在海水环境下并不降解。研究表明常规制备的pla在天然海水中一年内几乎不降解，分子量、失重、力学性能等均没有明显的变化；常规制备的pcl在天然海水中呈现表面腐蚀机制，随着降解进程，材料尺寸会逐渐减小但是分子量和力学性能保持不变。

3、因此，迫切需要一种能在海水中快速降解且不影响海洋生态环境的新型可降解材料。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种能在海水中可快速光/生物降解但可降解材料以及制备方法。

2、本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

3、本发明提供了一种可光/生物降解材料，所述可光/生物降解材料包括至少由聚乳酸、聚己内酯和光敏剂共混制得的可降解微球；按重量份计，所述可降解微球至少由70-95份的聚乳酸、5-30份的聚己内酯以及0.2-5份的光敏剂制得。

4、进一步地，所述可降解微球的粒径为10-100μm。

5、一种制备方法，用于制备上述的可光/生物降解材料，包括如下步骤：

6、步骤一、取聚乳酸、聚己内酯母粒混合，并将混合好的聚乳酸、聚己内酯母粒溶于有机溶剂中，并加入光敏剂和增溶剂，得到分散相溶液；取聚乙烯醇，并将聚乙烯醇加入去离子水中，配置连续相溶液。

7、步骤二、将步骤一中制备得到分散相溶液注入连续相溶液中，得到含有均匀液滴的混合溶液1；

8、步骤三、将步骤二中得到的混合溶液1进行超声雾化，得到混合溶液2；

9、步骤四、将步骤三中的混合溶液2进行过滤、洗涤、干燥，得到所述可光/生物降解材料。

10、进一步地，在步骤一中，所述聚乳酸母粒、聚己内酯母粒、光敏剂和增溶剂投放的质量比为7-20：1-3。

11、进一步地，在步骤一中，所述光敏剂和增溶剂投放的量按重量份计分别为聚乳酸母粒和聚己内酯母粒重量总和的0.2-5％。

12、进一步地，在步骤一中，所述光敏剂选自硬脂酸铁、二苯甲酮、蒽酮、蒽醌、4,4-二叔丁基二苯甲酮、4-叔丁基二苯甲酮、3,4-二羟基苯甲醛、硬脂酸盐、二烷基二硫代氨基甲酸盐中至少一种；所述有机溶剂选自二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺中至少一种；

13、进一步地，在步骤一中，所述分散相溶液浓度为1％-5％；所述连续相溶液浓度为1％-5％。

14、进一步地，在步骤二中，所述分散相溶液通过锐孔注入到连续相溶液中，所述锐孔内径为0.01-0.1mm，分散相溶液注入速率范围为0.5-2ml/min；所述连续相的流动速率为1000-3000r/min。

15、进一步地，在步骤三中，超声雾化喷雾的流量为10-5m3/s-10-4m3/s，超声喷雾时间为0.5-1h。

16、进一步地，在步骤四中，干燥温度为40-80℃，干燥时间为12-36h。

17、本发明提供了一种可光/生物降解材料，制备方法简单，通过对制备工艺和原料改变，获得微球尺寸可控、粒径均一且具有光降解性能和生物降解性能的复合材料，极大改善了生物可降解材料在海水条件下降解效率差的现状。

技术特征：

1.一种可光/生物降解材料，其特征在于，所述可光/生物降解材料包括至少由聚乳酸、聚己内酯和光敏剂共混制得的可降解微球；按重量份计，所述可降解微球至少由70-95份的聚乳酸、5-30份的聚己内酯以及0.2-5份的光敏剂制得。

2.根据权利要求1所述的可光/生物降解材料，其特征在于，所述可降解微球的粒径为10-100 μm。

3.一种制备方法，用于制备权利要求1-2任一项所述的可光/生物降解材料，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述聚乳酸母粒、聚己内酯母粒投放的质量比为7-20：1-3。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述光敏剂和增溶剂投放的量按重量份计分别为聚乳酸母粒和聚己内酯母粒重量总和的0.2-5%。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述光敏剂选自硬脂酸铁、二苯甲酮、蒽酮、蒽醌、４,４-二叔丁基二苯甲酮、４-叔丁基二苯甲酮、３,４-二羟基苯甲醛、硬脂酸盐、二烷基二硫代氨基甲酸盐中至少一种；所述有机溶剂选自二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺中至少一种。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述分散相溶液浓度为1%-5%；所述连续相溶液浓度为1%-5%。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤二中，所述分散相溶液通过锐孔注入到连续相溶液中，所述锐孔内径为0.01-0.1mm，分散相溶液注入速率范围为0.5-2ml/min；所述连续相的流动速率为1000-3000r/min。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤三中，超声雾化阶段中喷雾的流量为10-5m3/s-10-4m3/s，超声雾化阶段中喷雾时间为0.5-1h。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤四中，干燥阶段的干燥温度为40-80℃，干燥时间为12-36h。

技术总结
本发明提供了一种可光/生物降解材料，所述可光/生物降解材料包括至少由聚乳酸、聚己内酯和光敏剂共混制得的可降解微球；按重量份计，所述可降解微球至少包括有66‑92份的聚乳酸、4‑30份的聚己内酯以及0.2‑5份的光敏剂聚合得到。所述可光/生物降解材料，制备方法简单，通过对制备工艺和原料改变，获得微球尺寸可控、粒径均一且具有光降解性能和生物降解性能的复合材料，极大改善了生物可降解材料在海水条件下降解效率差的现状。

技术研发人员：滕超,薛博中,李林玲
受保护的技术使用者：深圳职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13