[发明专利]一种生物质增强的聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于生物降解高分子材料技术领域，尤其涉及一种生物质增强的聚乳酸复合材料及其制备方法。本发明提供的聚乳酸复合材料由包括以下重量份组分的原料熔融共混制成：聚左旋乳酸100份；聚右旋乳酸5～25份；生物质材料5～30份；所述生物质材料包括淀粉、纤维素、木质素、木粉、竹粉和秸秆粉中的至少三种；所述熔融共混的温度高于聚左旋乳酸和聚右旋乳酸的熔点，低于立构复合型聚乳酸的熔点。实验结果表明，本发明提供的聚乳酸复合材料具有优异的力学性能、耐热性能、结晶性能和降解性能，屈服强度高于57MPa，热变形温度高于98℃，结晶半衰期(Tc＝130℃)≤2.4min，90％生物分解率所需天数在65天以下。

技术领域

本发明属于生物降解高分子材料技术领域，尤其涉及一种生物质增强的聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是由可以再生的植物资源提取出的淀粉发酵成为乳酸，进一步聚合而成的脂肪族聚酯，是脂肪族聚酯中研究较为活跃的品种之一。聚乳酸玻璃化转变温度和熔点分别为60℃和175℃左右，在室温下是一种处于玻璃态的硬质高分子，其热性能与聚苯乙烯相似。聚乳酸具有热塑性，能够像PP、PS和PET等合成高分子一样在通用的加工设备上进行成型加工。

聚乳酸材料属于可生物降解材料，其在使用以后埋在土壤中，经过一定时间就会自然分解为水和二氧化碳，不会造成环境污染。因此，伴随着当前越来越严峻的环保形势，聚乳酸材料开始越来越受到市场的青睐。

虽然聚乳酸材料具有诸多优点，但是如果作为工程塑料应用，聚乳酸材料的力学性能和耐热性能还是偏低的。同时，市场对于聚乳酸材料的结晶性能和降解性能也提出了越来越高的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物质增强的聚乳酸复合材料及其制备方法，本发明提供的聚乳酸复合材料具有优异的力学性能、耐热性能、结晶性能和降解性能。

本发明提供了一种生物质增强的聚乳酸复合材料，由包括以下重量份组分的原料熔融共混制成：

聚左旋乳酸 100份；

聚右旋乳酸 5～25份；

生物质材料 5～30份；

所述生物质材料包括淀粉、纤维素、木质素、木粉、竹粉和秸秆粉中的至少三种；

所述熔融共混的温度高于聚左旋乳酸和聚右旋乳酸的熔点，低于立构复合型聚乳酸的熔点。

优选的，所述淀粉包括木薯淀粉、马铃薯淀粉和玉米淀粉中的一种或多种。

优选的，所述生物质材料的粒径为180～500目。

优选的，所述生物质材料包括木薯淀粉、纤维素和木质素。

优选的，所述生物质材料包括玉米淀粉、秸秆粉和纤维素。

优选的，所述生物质材料包括木质素、木粉和竹粉。

优选的，所述生物质材料包括纤维素、竹粉、秸秆粉和马铃薯淀粉。

优选的，所述聚左旋乳酸的重均分子量为1～20万；所述聚右旋乳酸的重均分子量为1～20万。

本发明提供了一种上述技术方案所述生物质增强的聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a)将聚左旋乳酸、聚右旋乳酸和生物质材料熔融共混，得到生物质增强的聚乳酸复合材料；

所述熔融共混的温度高于聚左旋乳酸和聚右旋乳酸的熔点，低于立构复合型聚乳酸的熔点。

优选的，所述熔融共混的温度为150～170℃；所述熔融共混的时间优选为5～15min。