一种抗提吊疲劳的淀粉基生物可降解PBAT薄膜和制备方法与流程

本发明属于可降解塑料领域，具体涉及一种抗提吊疲劳的淀粉基生物可降解pbat薄膜和制备方法。

背景技术：

1、传统的塑料包装材料通常由聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)制成，其使用后存在难以回收处理的问题，一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用，其处理方法通常以焚烧和掩埋为主，造成了严重的环境污染问题。随着人们环保意识的增强，环境友好型高分子材料则受到了学术界和工业领域的广泛关注，其中全生物降解塑料因其可以在自然环境下降解，最后全部成为co2和有机物，从而减少对环境的污染，降低塑料垃圾对生态系统造成的影响。

2、pbat属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具pba和pbt的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性，是生物降解塑料研究中非常受欢迎和市场应用最好降解材料之一。pla(聚乳酸)作为一种脂肪族聚酯，其具有良好的生物降解性、化学惰性和生物相容性，聚乳酸作为一种可再生的生物资源，本身无毒，其性能可在大范围内通过与其他单体共聚进行调节优化，成为当今人们所关注的重要可降解高分子材料，具有广阔的应用前景。

3、但是由于pbat和pla相比传统塑料而言，其原材料和加工成本均不具备优势，因此对其进行降本研究是扩大其应用范围的重要因素。淀粉具有资源丰富、可再生、无污染的特点和优异的可生物降解性能，越来越受到材料科学工作者的青睐。但是淀粉却存在耐久性较差的问题，这在一定程度上限制了其在生物降解材料中的用量，所以提升其耐久性能有效扩大的应用范围。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种抗提吊疲劳的淀粉基生物可降解pbat薄膜和制备方法。

2、为达到以上发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种抗提吊疲劳的淀粉基生物可降解pbat薄膜，是由包含以下重量百分数的组分制备得到：

4、pbat树脂50-80％，优选55-75％，

5、pla树脂5％-20％，优选5-15％，

6、改性淀粉10％-30％，优选15-30％，

7、增塑剂0％-2％，优选0.2％-1％，

8、润滑剂0％-2％，优选0.2％-1％。

9、进一步地，所述pbat树脂为低熔融指数树脂，优选在190℃、2.16kg下的熔融指数为3-5g/10min。

10、进一步地，所述pla树脂优选在190℃、2.16kg下的熔融指数为4-10g/10min。

11、进一步地，所述改性淀粉是改性间苯二酚甲醛树脂对普通淀粉进行改性制备的，制备方法包括以下步骤：

12、(1)将间苯二酚、催化剂加入反应釜，升温后滴加烯烃改性剂反应；然后加入腰果酚、邻乙基酚，降温滴加甲醛反应，得到改性间苯二酚甲醛树脂溶液；

13、(2)将淀粉与改性间苯二酚甲醛树脂溶液混合均匀，加入碱性化合物共混加热反应，水洗后冷却干燥，得到改性间苯二酚甲醛树脂改性淀粉。

14、进一步地，在步骤(1)中，升温反应温度为120-150℃，滴加烯烃改性剂后反应时间为1-4h；

15、催化剂为酸性催化剂，如硫酸、草酸、乙酸等，其添加量为间苯二酚总量的0.1％-2.0％，优选0.2％-1.0％；

16、烯烃改性剂为苯乙烯，其添加量为间苯二酚总量的10％-60％，优选20％-50％；

17、进一步地，在步骤(1)中，降温反应温度为80-100℃，反应时间为1-4h；

18、进一步地，在步骤(1)中，腰果酚添加量为间苯二酚重量的20％-40％，邻乙基酚添加量为间苯二酚重量的20％-40％，甲醛添加量为间苯二酚摩尔量的20％-60％。

19、进一步地，在步骤(2)中，淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉中的一种或多种的组合。

20、进一步地，在步骤(2)中，改性间苯二酚甲醛树脂溶液添加量为淀粉重量的2％-15％，优选2％-10％；

21、碱性化合物为naoh、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐中的一种或多种的组合，优选naoh、na2co3、nahco3的一种或多种的组合；

22、进一步地，在步骤(2)中，碱性化合物的添加量为淀粉与改性间苯二酚甲醛树脂溶液总重量的1％-6％，优选2％-5％；

23、进一步地，在步骤(2)中，反应温度为30-60℃，优选40-55℃，时间为2-6h，优选3-5h。

24、本发明所述的淀粉基生物可降解pbat薄膜，所述增塑剂为钛酸四丁酯、乙酰化柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种。

25、本发明所述的淀粉基生物可降解pbat薄膜，所述润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺和硬脂酸锌中的一种或多种。

26、本发明所述的淀粉基生物可降解pbat薄膜的制备方法，包括以下步骤：

27、将pbat树脂、pla树脂、改性淀粉、增塑剂、润滑剂混合均匀，得到混合物料；然后将混合物料通过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机筒体温度50-160℃，优选60-150℃，冷却造粒得到淀粉基生物可降解pbat改性材料；将pbat改性材料加入到单螺杆吹膜机吹膜得到改性pbat薄膜，单螺杆吹膜机温度100-160℃，优选120-150℃。

28、本发明提供的抗提吊疲劳的淀粉基生物可降解pbat薄膜和制备方法，通过对间苯二酚甲醛树脂进行改性处理，减少了苯二酚的使用，对环境更加友好，另外使用改性间苯二酚甲醛树脂对淀粉进行改性处理，能赋予淀粉一定的强度和低变形性，从而提升淀粉基生物可降解pbat的抗提吊疲劳性能。

29、本发明制得的淀粉基生物可降解pbat薄膜可用于制备购物袋、包装袋等。

30、与现有技术相比，本发明具有以下优势：

31、1)通过引入改性间苯二酚甲醛树脂对淀粉进行改性处理，赋予了淀粉一定的强度和低变形性，能有效提升淀粉基生物可降解pbat的抗提吊疲劳性能；

32、2)与传统通过物理改性的方法相比，本发明采用化学方法对淀粉进行改性，甲醛树脂既能作为交联剂与淀粉发生反应，又能作为界面剂，增强淀粉与pbat树脂的界面结合，提升材料的宏观力学性能。

技术特征：

1.一种抗提吊疲劳的淀粉基生物可降解pbat薄膜，是由包含以下重量百分数的组分制备得到：

2.根据权利要求1所述的pbat薄膜，其中，所述pbat树脂为低熔融指数树脂，优选在190℃、2.16kg下的熔融指数为3-5g/10min。

3.根据权利要求1所述的pbat薄膜，其中，所述pla树脂在190℃、2.16kg下的熔融指数为4-10g/10min。

4.根据权利要求1所述的pbat薄膜，其中，所述改性淀粉制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的pbat薄膜，其中，在步骤(1)中，催化剂为酸性催化剂，如硫酸、草酸、乙酸，其添加量为间苯二酚重量的0.1％-2.0％；

6.根据权利要求4或5所述的pbat薄膜，其中，在步骤(1)中，腰果酚添加量为间苯二酚重量的20％-40％，邻乙基酚添加量为间苯二酚重量的20％-40％，甲醛添加量为间苯二酚摩尔量的20％-60％。

7.根据权利要求4所述的pbat薄膜，其中，在步骤(2)中，淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉中的一种或多种的组合；

8.根据权利要求4或7所述的pbat薄膜，其中，在步骤(2)中，碱性化合物为naoh、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐中的一种或多种的组合，优选naoh、na2co3、nahco3的一种或多种的组合；

9.根据权利要求1所述的pbat薄膜，其中，所述增塑剂为钛酸四丁酯、乙酰化柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种；

10.根据权利要求1-9任一项所述的pbat薄膜的制备方法，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种抗提吊疲劳的淀粉基生物可降解PBAT薄膜和制备方法，涉及生物可降解塑料技术领域，所述PBAT薄膜主要由以下组分制备：PBAT(聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯)树脂、PLA树脂、改性淀粉、润滑剂。改性淀粉由改性间苯二酚甲醛对普通淀粉进行改性制备，改性间苯二酚甲醛树脂能赋予淀粉一定的强度和低变形性，从而提升淀粉基生物可降解PBAT的抗提吊疲劳性能，扩大其在购物袋、包装袋方面的应用范围。

技术研发人员：师杰,郑元俭,刘雪婷,黄建,詹佐民,吴俊,王文博
受保护的技术使用者：万华化学（宁波）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8