[发明专利]一种聚丙烯/聚乳酸/淀粉复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料材料领域，特别涉及一种聚丙烯/聚乳酸/淀粉复合材料及其制备方法。

背景技术

塑料工业迅速发展，其用途已经渗透到国民经济的各个领域，用途十分广泛。中国每年产生的废弃塑料约为500万吨，其中大多数废弃塑料为聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）材料，这些材料不能够自然分解。因此，由PP材料、PE材料、PS材料制备的一次性塑料包装废弃物及其相应的农用薄膜和一次性餐具，如果被随意丢弃将会因其非降解性堆积在土地上，从而造成严重的白色污染，而且这种潜在的污染同时也会随着人们使用量的增加和时间的积累而加剧，目前我国白色污染严重，已经引起政府有关部门和社会的普遍关注，相关法律法规已经出台，尤其是在欧美市场，非可降解塑料的使用受到严格的限制。

近些年，传统的石化基塑料正逐渐被称为“绿色材料”的可降解和可重复利用的生物基材料所代替。目前使用最为重要和广阔的可降解聚合物是脂肪族聚酯和蛋白质，比如聚乳酸（PLA）、聚（3-羟基丁酸酯）、聚（ε-己内酯）、淀粉等等。

众多可生物降解材料中，PLA的发展前景最为广阔，这是因为PLA具有良好的机械性能（尤其是强度和模量）、易加工和优异的可降解性。生物可降解PLA是乳酸的一种聚合物，其一般是通过环状丙交酯二聚体开环聚合来制备。目前，美国的NatureWorks、日本的三井化学、岛津、荷兰的Tate&Lyle和中国的海正都已实现了聚乳酸的规模化生产。但是PLA的脆性和高价格抑制了它的应用和发展。

淀粉对于环境友好型塑料如PLA是一种低成本和可降解及重复利用的填料。然而，PLA和淀粉热动力学不相容导致这种PLA/淀粉复合材料机械性能下降。改善PLA/淀粉复合材料机械性能的办法较多，主要有两种：一种是使用偶联剂如马来酸酐和丙烯酸来对PLA与淀粉进行界面改性。然而以上使用的偶联剂仅仅增加了PLA/淀粉复合材料的机械强度，其韧性的改进作用是及其有限，甚至导致韧性变差。另外一种是加入增塑剂（一般为多元醇）如甘油、山梨醇及聚乙二醇等等来改善淀粉在PLA基体中的分散性。虽然这样得到的PLA/淀粉复合材料的机械性能得到大大改善，但是多元醇在PLA基体中存在很容易让PLA基体降解或者迁移到材料的表面导致这种复合材料在存储一段时间后其机械性能大大下降。

综述所述，可见一般目前使用的改善聚乳酸/淀粉复合材料机械性能的方法，会存在低效和耐久性的问题，不利于制备一种性能持久稳定的PLA/淀粉复合材料。

申请公布号为CN102634073A的中国发明专利申请公开了一种淀粉/聚丙烯可降解复合材料及其制备方法，由重量百分含量50%～70%的淀粉、5%～15%的植物油增塑剂、15%～30%的聚丙烯或改性聚丙烯以及5%～30%的相容剂原料制成，通过相容剂改善淀粉与聚丙烯的相容性，通过植物油增塑剂对淀粉进行塑化，塑化的淀粉性能稳定，使得淀粉/聚丙烯可降解复合材料的力学性能（主要韧性和抗冲击性能）有所提高，但是其力学性能仍不够理想，有待进一步提高。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种聚丙烯/聚乳酸/淀粉复合材料，机械性能优异稳定，在存储相当长时间内依然能够具有优异的拉伸和弯曲性能。

一种聚丙烯/聚乳酸/淀粉复合材料，由以下重量百分含量的原料制成：

聚丙烯                               15%～30%；

聚乳酸                               35%～50%；

二异氰酸酯改性淀粉                   20%～35%；

植物油多元醇                         5%～10%；

相容剂                               5%～10%；

所述的二异氰酸酯改性淀粉由重量比为100：3～10的淀粉和二异氰酸酯制成。