专利名称：：一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机的制作方法
技术领域：
：一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机属聚合物加工领域，尤适合用挤出机共混生物可降解聚合物。
背景技术：
：塑料工业发展迅速，其用途已渗透到医疗、卫生、农业园艺、包装等与国民经济和人民生活息息相关的各个领域，与钢铁、木材、水泥并列成为四大支柱材料。但塑料的缺点是用后在自然环境或垃圾场中难于降解，因而成为污染环境的垃圾。资料显示，目前，全世界塑料的年总产量预计将达到每年l.7亿吨，废弃的塑料制品大约每年达6000万吨，且数量正以惊人的速度增长。我国塑料工业虽起步较晚但发展迅速，20世纪末塑料制品总产量已超过1500万吨，且以每年10%的速度递增。据调查，城市固体废弃物中塑料的质量分数已达10%以上，体积分数则在30%左右。目前，我国七大水系均受到塑料废弃物不同程度的污染，如包括发泡餐具和废弃塑料的垃圾阻塞导致落差减少和停机清淤，使葛洲坝水力发电厂每天要少发电200kW/h。因此"白色污染"已引起世界各国越来越广泛的重视，但解决问题的根本还在于开发性能优越、可降解的环境友好型塑料替代品。由于大部分塑料制品的生产原料是石油，属于不可再生资源，以再生资源为基础的循环产业的形成是解决现代工业资源危机的重要途径。可再生资源高分子可以分为三大类(1)来自天然单体的合成聚合物，如聚乳酸(PLA)等；(2)天然高分子，如淀粉、蛋白质和纤维素等；(3)来自微生物发酵的聚合物，如聚羟基丁酸酯(PHB)等。来自天然单体的合成聚合物，和来自微生物发酵的聚合物材料的价格较高，目前仍未推广应用。由玉米、甜菜等糖质类植物得到的乳酸经縮聚或丙交酯开环聚合而得的聚乳酸(PLA)属是世界上近年来开发研究最活跃的降解高分子材料之一，但是，乳酸价格及其聚合工艺决定了聚乳酸的价格较高，因而，其应用受到很大限制。而淀粉作为天然高分子化合物在可再生资源中占据非常重要地位，具有丰富、价廉(仅为塑料价格的1/6-1/8)、可再生不枯竭、污染小、可生物降解、符合环境保护及人身安全等法规的特点，淀粉在各种环境中具备完全生物降解能力，降解为二氧化碳和水，对环境无任何污染，十分适合作为开发具有环境友好材料产品的基本聚合物；由于淀粉和聚乳酸都属于可再生资源高分子材料，将二者共混所得的材料可避免各自材料的缺点，具有优良的力学性能和适用的应用价格。但是，由于淀粉的亲水性，聚乳酸的疏水性使他们的相容性差，再加上聚乳酸对水敏感(分解)，往往使共混材料的力学性能变得非常差。另外由于原淀粉材料的力学性能较差，故使得淀粉的含量在共混材料中所占的比例较低，不利于成本的降低。目前，通常采用双螺杆挤出机加工聚乳酸/淀粉共混材料，双螺杆挤出机包括机筒、双螺杆、加料口、动力传动系统、加热系统和控制系统，双螺杆的结构相同，双螺杆在机筒内，加热系统对机筒加热。螺杆对共混材料的塑化、捏合和混合的均匀性起到很大作用，对聚乳酸/淀粉共混材料的增容也是决定性的因素。但是，现有的双螺杆挤出机均没能较好地解决这些问题。
发明内容本实用新型提出的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其目的是提高聚乳酸/淀粉共混材料的相容性和力学性能。本实用新型的技术要点是改变双螺杆挤出机螺纹块的组合和在挤出机不同区域设有加料口分别加入配方的各组分。一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，包括双螺杆挤出机，其特征是螺杆由塑化、捏合和输送螺纹块组合而成；机筒上沿中心线设有三个加料口。上述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的三个加料口分别是第一加料口安装在第一部分螺杆的机筒上，第二加料口安装在第三部分螺杆的机筒上，第三加料口安装在第五部分螺杆的机筒上。上述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的螺杆由六部分的螺纹块组合成第一部分是塑化螺纹块，第二部分捏合螺纹块，第三部分是输送螺纹块，第四部分是捏合螺纹块，第五部分塑化螺纹块，第六部分是捏合螺纹块，第七部分是压縮螺纹块和输送螺纹块。上述第一部分螺纹块的组合结构及顺序是28/28，28/28，56/56，56/56，56/56(说明每组数字表达了一件螺纹块的主要结构，如28/28,第一个28表示螺纹块的螺槽宽度为28ram，第二个28表示只有一个螺纹块，即只有28mm长，其余类推)。上述第二部分捏合螺纹块的组合结构及顺序是45°/5/40(说明:每组数字表达了一件捏合螺纹块的主要结构，45°表明两个螺纹块之间的夹角，5表示有五个螺纹块，40表示这五个螺纹块总长为40ram,依次类推，)。上述第三部分输送螺纹块的组合结构及顺序是56/56，28/28，40/4028/28，40/40，56/56，40/40。上述第四部分捏合螺纹块的组合结构及顺序是60°/4/28，60°/4/28。上述第五部分塑化螺纹块的组合结构及顺序是56/56，40/40，56/56，40/40。上述第六部分捏合螺纹块的组合结构及顺序是60°/4/28,60°/4/28。上述第七部分压縮螺纹块和输送螺纹块的组合结构及顺序是60°/4/28,45°/5/40,56/56,40/20反,40/40,56/56,56/56,56/56,56/56,40/40,28/28。本实用新型的方案由于螺杆由不同螺纹块组合和组分分别在不同位置的加料口喂料，使加工条件更适合提高聚乳酸/淀粉的增容性和反应完全。实现了3050%的高淀粉填充量，而同类材料的淀粉含量在30%以下，且材料的降解性能更好，淀粉的价格比聚乳酸的价格便宜很多，同类材料的销售价格在18000万元/吨左右，本项目的材料销售价格在15000万元/吨左右。图l是一种聚乳酸/淀粉增容共混双螺杆挤出机的结构简图。图2是螺杆各部分螺纹块组合分布图。图中马达l、齿轮箱2、固体储料罐3、固体进料计量器4、第二加料口5、螺杆6、液体储料罐7、液体计量泵8、第二加料加料口9、固体储料罐IO、固体进料计量器ll、第三加料料口12、真空口13、机筒14、机头15、机架16。具体实施方式现用一具体例子说明本方案。图l，2表达了共混双螺杆挤出机的结构，它主要由马达l、齿轮箱2、固体储料罐3、固体进料计量器4、第一加料口5、螺杆6、液体储料罐7、液体计量泵8、第二加料口9、固体储料罐IO、固体进料计量器ll、第三加料料口12、真空口13、机筒14、机头15、机架16组成。螺杆螺纹块第1一7部分的组合是(图2):28/28,28/28,56/56，56/56,56/56,45°/5/40,56/56,28/28,40/40,28/28,40/40,56/56,40/40,60°/4/28,60°/4/28,56/56，40/40,56/56,40/40，60°/4/28,45°/5/40,56/56,40/20(反),40/40,56/56,56/56，56/56,56/56,40/40,28/28。第一加料口5位于第一部分第一螺纹块56/56的位置，第二加料口9位于第三部分第二螺纹块28/28的位置，第三加料料口12位于第一部分第二螺纹块56/56的位置。按本条件制造的成品检测结果为-<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>从成品检测结果数据可看出无论是片材还样条，本方案成品的拉伸强度、断裂伸长率和拉伸模量都优于标准指标。权利要求1、一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，包括双螺杆挤出机，其特征是螺杆由塑化、捏合和输送螺纹块组合而成；在机筒上沿中心线设有三个加料口。2、根据权利要求1所述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的三个加料口分别是第一加料口安装在第一部分螺杆的机筒上，第二加料口安装在第三部分螺杆的机筒上，第三加料口安装在第五部分螺杆的机简上。3、根据权利要求1或2所述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的螺杆由六部分的螺纹块组合成第一部分是塑化螺纹块，第二部分捏合螺纹块，第三部分是输送螺纹块，第四部分是捏合螺纹块，第五部分塑化螺纹块，第六部分是捏合螺纹块，第七部分是压縮螺纹块和输送螺纹块。4、根据权利要求3所述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的第一部分螺纹块的组合结构及顺序是28/28，28/28，56/56，56/56，56/56。5、根据权利要求3所述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的第二部分捏合螺纹块的组合结构及顺序是45°/5/40。6、根据权利要求3所述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的第三部分输送螺纹块的组合结构及顺序是56/56，28/28，40/4028/28，40/40，56/56，40/40。7、根据权利要求3所述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的第四部分捏合螺纹块的组合结构及顺序是60°/4/28，60°/4/28。8、根据权利要求3所述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的第五部分塑化螺纹块的组合结构及顺序是56/56，40/40，56/56，40/40。9、根据权利要求3所述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的第六部分捏合螺纹块的组合结构及顺序是60°/4/28，60°/4/28。10、根据权利要求3所述的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机，其特征在于所述的第七部分压縮螺纹块和输送螺纹块的组合结构及顺序是60°/4/28，45°/5/40，56/56，40/20反，40/40，56/56，56/56，56/56，56/56，40/40，28/28。专利摘要本实用新型提出的一种聚乳酸/淀粉增容共混挤出机属聚合物加工领域，尤适合用挤出机共混生物可降解聚合物。其目的是提高聚乳酸/淀粉共混材料的相容性和力学性能。技术要点是改变双螺杆挤出机螺纹块的组合和在挤出机不同区域设有加料口分别加入配方的各组分。包括双螺杆挤出机，其特征是螺杆由塑化、捏合和输送螺纹块组合而成；机筒上沿中心线设有三个加料口。文档编号B29C47/60GK201317095SQ20082020248公开日2009年9月30日申请日期2008年10月29日优先权日2008年10月29日发明者刘宏生,徐迎宾,李晓玺,玲陈,陶德良,黄仁义申请人:广州科苑新型材料有限公司;华南理工大学