一种可降解的高阻隔环保塑料袋及其制备方法与流程

本发明涉及塑料袋，具体涉及一种可降解的高阻隔环保塑料袋及其制备方法。

背景技术：

1、近年来塑料袋成为人们生产生活中不可或缺的物品之一，由于其极具便利性、低成本、易储存、种类多样、便于收纳等一系列优点，被广泛应用于各行各业，从而导致塑料袋的使用量极大，而普通塑料袋作为无法降解的一次性用品，会对环境产生伤害，造成白色污染，不符合当今社会的环保理念。由于可降解塑料袋在自然界能够分解，对环境友好，更加适合当前时代发展背景，越来越多的可降解塑料袋应运而生。此外，医药包装行业由于药物的特殊性，对塑料袋的阻隔性能要求较高，目前市面上的塑料袋阻隔性能一般，难以达到特殊药物的包装要求。

2、公开号为cn 113563702a的中国专利公开了一种可降解塑料袋及其制备方法，通过将聚乳酸、松香酯、硅烷偶联剂改性淀粉、高岭土、咖啡渣进行共混，制得一种可降解的塑料袋，利用松香酯、硅烷偶联剂改性淀粉、高岭土和咖啡渣对聚乳酸塑料袋基料进行改性，可以增强塑料袋的拉伸强度等力学性能，加快塑料袋的降解速率，但是该种产品并不具备良好的抗菌性能以及优越的阻隔性，在医药包装以及餐饮行业均受到限制。当前，对于塑料袋的抗菌改性往往是采用直接添加抗菌剂的形式，通过这种方法制得的塑料袋，在长期的储存过程中有可能会发生抗菌剂的析出、迁移等问题，从而降低塑料袋的抗菌性能，导致在后期使用时容易滋生霉菌，对塑料袋的进一步应用产生不利影响。

3、基于此，本发明提供了一种可降解、高阻隔、同时抗菌性能优异的环保型塑料袋。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可降解的高阻隔环保塑料袋及其制备方法，解决了以下技术问题：

2、(1)解决了塑料袋不易分解，容易产生环境污染的问题；

3、(2)解决了塑料袋抗菌性能缺失容易霉变的问题；

4、(3)解决了塑料袋阻隔性能不强的问题。

5、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

6、一种可降解的高阻隔环保塑料袋，包括以下重量份原料：改性聚乳酸120-180份、pbat 310-400份、异氰酸酯类扩链剂10-30份、硬脂酸锌20-30份、聚萘二甲酸乙二醇酯120-170份、抗菌改性剂份5-10份；

7、所述改性聚乳酸的制备方法包括以下步骤：

8、s1:将10-15g聚乳酸与100-200ml二氯甲烷混合搅匀，通入惰性气体除氧，加入1-1.8g五氯化磷进行反应，随后使用蒸馏法除去二氯甲烷，得到酰氯化聚乳酸；

9、s2:在0℃下，将1-8g酰氯化聚乳酸、0.03-2g的2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮与10-110m l二氯甲烷混合搅匀，加入0.8-1.5ml催化剂，室温搅拌反应8-10h后，减压蒸馏去除低沸物，使用乙酸乙酯和水萃取洗涤，真空干燥，得到改性聚乳酸；

10、通过上述技术方案，使用五氯化磷为酰氯化试剂，对聚乳酸进行酰氯化改性，制得酰氯化聚乳酸，其结构中的酰氯基团可以与2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮结构中的酚羟基发生交联缩合，制得含有二苯甲酮结构的三维交联聚乳酸，即改性聚乳酸。

11、所述抗菌改性剂的制备方法包括以下步骤：

12、(1)将1-3m l四氯化钛与3-6ml乙二胺混合、搅匀，待反应完全后将混合物置于50℃-70℃水浴中，以55-70r/mi n转速真空旋转蒸发3-4h，得到四氯化钛-乙二胺中间体，将该中间体加入纯水，混合均匀转移至反应釜中，在180℃-200℃温度条件下反应8h-12h，所得产物离心，经3次洗涤后，在烘干机内45-60℃下烘干，得到介孔二氧化钛；

13、(2)将7-12m l丙烯酸羟乙酯、10-20ml丙烯酸缩水甘油酯与3-12ml甲基丙烯酸甲酯和2-15g烯丙基三甲基氯化铵混合，在惰性气体氛围保护下加入0.1-1g过氧化苯甲酰，在70-90℃的温度条件下搅拌预聚反应1-2h后，加入1-5g介孔二氧化钛，继续保温搅拌进行聚合反应4-6h，随后过滤干燥，制备得到改性介孔纳米二氧化钛；

14、(3)将1-3g改性介孔纳米二氧化钛浸没于水中，加入0.1-1ml胺化试剂，在70-80℃下反应3-5h后，离心、干燥，制备得到抗菌改性剂。

15、通过上述技术方案，利用水热法，制得含有孔隙结构的介孔的介孔二氧化钛，其具有孔道结构，有利于物质的扩散和吸附，同时介孔二氧化钛还具有优异的热稳定性和机械强度，能够进一步的增加产品的阻隔性能。以过氧化苯甲酰为引发剂，引发丙烯酸羟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯与甲基丙烯酸甲酯和烯丙基三甲基氯化铵单体进行自由基预聚合反应，形成预聚体，预聚体经搅拌，可流入介孔二氧化钛的孔隙结构中，并在孔隙中进一步原位聚合，形成负载具有环氧基团的和季铵盐抗菌官能团的聚合物的介孔纳米二氧化钛，即改性介孔纳米二氧化钛，再利用聚合物结构中环氧基团与胺化试剂的高效交联反应，使介孔纳米二氧化钛孔隙中的聚合物转变为三维网络结构，可防止聚合物从介孔纳米二氧化钛孔隙中脱落，制得抗菌改性剂。

16、进一步地，步骤s1中，所述改性聚乳酸、二氯甲烷、五氯化磷的用量比为5-15:100-200：1-3。

17、进一步地，步骤s2中，所述催化剂为三乙胺。

18、进一步地，步骤s2中，所述酰氯化聚乳酸、2,2',4,4'-四羟二苯甲酮、二氯甲烷、催化剂的质量比为5-15:0.05-1:100-150:0.1-2。

19、进一步地，步骤(1)中，所述真空旋转蒸发转速为55-70r/mi n时间为3-4h。

20、进一步地，步骤(2)中，所述聚合反应时间为4-6h。

21、进一步地，步骤(3)中，所述胺化试剂为乙二胺、二乙烯三胺或者三乙烯四胺中的任意一种。

22、一种可降解的高阻隔环保塑料袋的制备方法，包括以下步骤：

23、第一步：向高速混料机中加入120-180份改性聚乳酸、310-400份pbat、10-30份异氰酸酯类扩链剂、20-30份硬脂酸锌、120-170份聚萘二甲酸乙二醇酯、抗菌改性剂在500-800r/mi n的搅拌速率下搅拌2-3h，得预混料；

24、第二步：将预混料转移至双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的机头温度是180-250℃，螺杆转速是300-500r/mi n，进行挤出造粒，得塑料母粒；

25、第三步：将塑料母粒进行切片，置于吹膜机中，进行吹塑成膜，得可降解的高阻隔环保塑料袋塑料袋。

26、本发明的有益效果：

27、(1)本发明采用交联的方式，制得改性聚乳酸，经交联后的聚乳酸密度较高，交联剂的引入使得聚乳酸分子链之间发生交联，形成三维网络结构。这种网络结构可以提高聚乳酸的分子量和分子量分布，使得聚乳酸更容易在自然界降解，满足环保的要求，同时增强其物理性能，在拉伸强度等力学性能方面具有益效果，三维网络结构也可以提高聚乳酸的孔隙度和表面积，加强塑料袋的阻隔性与降解能力。另外，采用2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮为交联剂，可使三维交联网络结构中含有大量的二苯甲酮官能团，赋予了聚乳酸基料良好的抗紫外老化性能，进而使最终制备的塑料袋具有优异的抗紫外老化效果。

28、(2)本发明通过将抗菌剂引入介孔纳米二氧化钛中，再将其作为功能性添加剂添加至塑料袋基料中，不仅可以利用纳米材料的高强度等功能性，增强塑料袋的力学性能，还能利用纳米材料表面接枝的抗菌剂，赋予塑料袋良好的抗菌性能，利用化学接枝的方式，在纳米材料表面引入抗菌剂，可以使纳米材料表面包覆有机层，引入的抗菌剂不易析出，防止了塑料袋霉变带来的危害。

29、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。