[发明专利]热塑性魔芋葡甘聚糖/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质资源利用及可降解材料领域，涉及一种热塑性魔芋葡甘聚糖/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的制备方法。制得的热塑性魔芋葡甘聚糖/聚丁二酸丁二醇酯共混材料可广泛应用于包装、医药、化工、农业及环保等领域。

背景技术

传统塑料制品使用废弃后随处丢弃，由于不可降解，造成了严重的白色污染，白色污染正在不断破坏我们赖以生存的环境，许多良田减产，土地沙漠化，河流堵塞，造成洪涝灾害。人类正在努力想办法消除“白色污染”给人们带来的危害。近年来解决“白色污染”对人类产生的危害正在被各发展及发达国家提上议事日程，呼声越来越高，各国投入了大量的财力物力，并拿出了相应的治理措施，但效果均不明显。目前普遍的方式是回收、填埋或焚烧不可降解塑料膜，其中填埋、焚烧后处理方法或存在占用土地资源问题或存在产生大量有害物质直接污染大气、土壤和水源等问题。大力发展可降解塑料制品是解决白色污染的有效途径之一。

不可再生化石资源紧缺，使依赖于石油、天然气资源的不可降解塑料制品的发展受到极大的限制，开发利用新的可再生资源生产可降解材料迫在密切。魔芋葡甘聚糖是继纤维素和淀粉之后，又一种来源丰富的可再生天然多糖，具有可生物降解性、分子量高等优点。但是，魔芋葡甘聚糖是一种耐水性能和抗老化性能较差的天然高分子材料，不具有热塑性，很难采用传统的塑料加工设备进行熔体加工成型。已报道接枝共聚改性的热塑性魔芋葡甘聚糖，虽然改变天然魔芋葡甘聚糖的热塑性、疏水性以及结晶性，但是其抗拉强度低和熔融加工特性差，无法用传统塑料加工设备实现材料的挤出、吹塑、注塑、发泡等成型加工，尤其不能用传统塑料吹膜机吹塑成膜。因此，需要对现有的热塑性魔芋葡甘聚糖进行进一步共混改性。

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得，具有优异的力学性能，良好的耐热性能，良好的生物相容性和生物可吸收性，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解、环境友好聚合物材料，可直接作为塑料加工使用。然而，PBS的价格较高，结晶度高，分子量低,特性粘度低,熔融指数高,加工应用存在一定问题,限制了它的推广应用。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种热塑性魔芋葡甘聚糖/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的制备方法。得到的共混材料加工性能良好，在挤塑、吹塑、注塑和发泡过程中具有优良的热塑加工特性和力学性能，可用于制备薄膜、板材、片材、发泡材料和注塑成型材料等，其制品使用后完全降解且环境友好，可广泛应用于包装、医药、化工、农业及环保等领域。

本发明的内容是：一种热塑性魔芋葡甘聚糖/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的制备方法，其特征是包括下列步骤：

a、配料：按热塑性魔芋葡甘聚糖1～99重量份、聚丁二酸丁二醇酯1～99重量份、增塑剂0～10重量份、以及增容剂0～20重量份的重量配比取各原料组分，投入混合机中混合搅拌5～20min，得共混料；

b、干燥：将共混料在30～50℃温度下干燥9～12h，得干燥的共混料；

c、共混造粒：将干燥的共混料加入到双螺杆挤塑机中，于温度130～200℃、压力0.1～1MPa下熔融共混5～10min，挤出成型，冷却后切粒，即制得热塑性魔芋葡甘聚糖/聚丁二酸丁二醇酯共混材料。

本发明的内容中：所述步骤a配料较好的是替换为：按热塑性魔芋葡甘聚糖1～99重量份、聚丁二酸丁二醇酯1～99重量份、增塑剂1～10重量份、以及增容剂1～20重量份的重量配比取各原料组分，投入混合机中混合搅拌5～20min，得共混料。

本发明的内容中：步骤a中所述的热塑性魔芋葡甘聚糖是脱乙酰基葡甘聚糖通过丙烯酸甲酯接枝改性制备而成，其接枝率为100%～300%、玻璃化转变温度为14.8^oC。

步骤a中所述热塑性魔芋葡甘聚糖是脱乙酰基葡甘聚糖通过丙烯酸甲酯接枝改性制备而成。制备方法可以是包括下列步骤：将5～10重量份（可以均为克）魔芋葡甘聚糖，溶胀于pH10的40%～50%的乙醇水溶液100～200重量份中，控温40～50℃进行脱乙酰基2～3小时，过滤、洗涤至中性，在40～50℃干燥8～12小时，再溶胀于100～200重量份水中，控温60～75℃，加入过硫酸铵0.1～0.3重量份，丙烯酸甲酯10～30重量份，接枝共聚3～4小时，过滤清洗后，在25～30℃干燥8～12小时制得热塑性魔芋葡甘聚糖。