[发明专利]一种可降解环保材料

说明书

本发明公开了一种可降解环保材料，主要原料是脆性大而熔融强度和拉伸强度高、结晶速率快的聚乳酸(PLA)，韧性大而熔融强度和拉伸强度低、结晶速率慢的聚羟基脂肪酸酯(PHA)、预处理后的秸秆、钛酸酯偶联剂，其力学性能较佳且降解性能极好，可广泛应用在食品等包装领域，并且使用完后，丢弃在大自然或者堆埋在垃圾中可用完全降解，不会对大自然造成污染。

技术领域

本发明涉及一种可降解环保材料，属于环保材料领域。

背景技术

聚乳酸(PLA)来源于生物，可完全降解，并因突出的综合性能和较低的生产成本，成为替代传统石油基塑料最为理想的环境友好型高分子材料。但PLA具有质脆、热变形温度及冲击性能较低、降解周期难以控制、成本较高等缺点限制了其应用范围。现有的方法是将聚乳酸与醋酸纤维素、生物降解聚酯、增塑剂、纳米有机改性蒙脱土等加工成降解材料使用。目前的对于降解材料的研究没有达到一个理想的方案，有些无法达到完全可降解的程度，而有些生产出来的产品性能无法达到使用要求，有些方案成本较高无法得到广泛应用。

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是细菌在生长失衡的情况下(如N，P，S，Mg限制或O2限制)积累的一种细胞能源和碳源的储存物质，是具有良好生物相容性和可降解性的聚酯。PHA和PLA具有类似于传统塑料的物化特性，还具有生物可降解性，可以作为可降解塑料来替代不可降解的传统塑料，从而缓解“白色污染”问题。两者均没有毒性，可以用于与食品接触的包装中，其降解产物是CO2和H2O，且原料可再生，是一类节约石化资源的可持续发展材料。

天然植物纤维来源广泛、价格低廉、密度小、强度大，它的生物降解性和可再生性是其他任何增强材料无法比拟的，因而具有广阔的发展前景。植物纤维复合材料由可再生植物纤维与高分子聚合物通过共混加工而成，既有效利用了农业废弃物，又减少了石油产品的消耗，降低了成本，所以开发利用植物纤维作为增强材料在环境保护和节约资源方面均有重要的意义。

基于上述所述可知，聚羟基脂肪酸酯(PHA)和植物纤维可以很好地弥补聚乳酸(PLA)在环保方面的不足，是可研究利用的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就在于提供一种可降解环保材料及其制备方法，通过该方法制得的可降解材料，其力学性能较佳且降解性能极好，可广泛应用在食品等包装领域，并且使用完后，丢弃在大自然或者堆埋在垃圾中可用完全降解，不会对大自然造成污染。

为了实现本发明的目的和优点，本发明通过以下技术方案实现：

一种可降解环保材料，主要原料是脆性大而熔融强度和拉伸强度高、结晶速率快的聚乳酸(PLA)，韧性大而熔融强度和拉伸强度低、结晶速率慢的聚羟基脂肪酸酯(PHA)、预处理后的秸秆、钛酸酯偶联剂。

所述聚乳酸(PLA)与聚羟基脂肪酸酯(PHA)先混合加工成造粒，混合的质量比为30～60:80～120。

所述秸秆与钛酸酯偶联剂混合，混合比例是97:3。

所述聚羟基脂肪酸酯(PHA)与聚乳酸(PLA)的混合物与植物秸秆粉的混合物按照质量比为6～9:1～3。

所述秸秆粉是甘蔗茎秆、玉米茎秆、油菜茎秆、水稻茎秆中的任意一种或者几种以任意比例混合。

优选的，一种可降解环保材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，将基材共混，把PLA和PHA原料放入在高速混合机中以PLA：PHA以质量比为50：100的比例进行高速混合，混合均匀后加入到双螺杆挤出机内进行共混挤出造粒，造粒加工温度和加工转速分别设置为200～230℃和120rpm，共混造粒后得到PLA/PHA复合材料；