[发明专利]一种高韧性可染色的全降解PLA-PHA材料的制备方法

说明书

本发明属于可降解材料技术领域，具体涉及一种高韧性可染色的全降解PLA‑PHA材料的制备方法，包括如下步骤：（1）称取PLA粉末和PHA粉末，干燥后混合均匀，得到混合物；（2）向步骤（1）的混合物中加入聚酯稳定剂、抗氧剂和成核剂，充分混合均匀，经双螺杆挤出机熔融挤出并水冷切粒，干燥，制成母粒；所述步骤（1）和步骤（2）中各物质的重量份为：PLA粉末60‑80份、PHA粉末20‑30份、聚酯稳定剂0.5‑2份、抗氧剂0.1‑1份、成核剂0.1‑1份。本发明的PHA中4‑羟基丁酸的摩尔含量为20‑25 mol%，较高的4‑羟基丁酸含量可以显著提高复合材料的柔韧性，从而使本发明无需添加增塑剂即可获得高韧性的PLA‑PHA复合材料，在保证高韧性的同时不会影响材料的抗拉强度等机械性能。

技术领域

本发明属于可降解材料技术领域，具体涉及一种高韧性可染色的全降解PLA-PHA材料的制备方法。

背景技术

近年来，聚乳酸(PLA)越来越多的用来制作日用消费品，比如纺织品、无纺布等，聚乳酸是一种热塑性材料，自身具有较好的机械性能和可加工性，而且由聚乳酸制作的产品在废弃后可以通过堆肥的方式降解，符合当今环保要求。但聚乳酸的缺点也较为突出，其耐热性差，韧性不足，容易后结晶变脆，且不易染色，由于聚乳酸制品的上色率低、色牢度差，聚乳酸纺织制品大多是浅色制品，且色彩鲜艳度不高。另外聚乳酸的微卡软化温度在70℃以下，聚乳酸降解条件比较苛刻，因此，聚乳酸虽然可降解，但不易完全降解，这些缺点限制了聚乳酸材料的应用。

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由很多细菌合成的一种胞内聚酯，在生物体内主要是作为碳源和能源的贮藏性物质而存在，它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多优秀性能。另外，由于PHA的分子结构中具有较长的脂肪链，因此，其韧性优于聚乳酸。

中国专利文献CN105802159A公开了一种可降解PHA/PLA共混物薄膜及其制备方法，并具体公开了以PHA树脂和PLA树脂为主要成分，另外添加增塑剂、无机填料、抗氧剂、润滑剂和抗静电剂，通过挤出机熔融塑化，熔融的物料经压延出片、引离、拉伸、冷却、牵引、卷取、分切，得到PHA与PLA共混物薄膜。其所制备的薄膜同时获得了较高的拉伸强度和断裂伸长率，同时获得了可生物降解性，在制卡和包装行业中发挥重要作用。其为了获得较高的柔韧性，增塑剂的添加量高达4.5-12％，而增塑剂的添加会对材料的抗拉强度等产生不利影响。

发明内容

为了获得一种同时具有高韧性和高抗拉强度的全降解PLA-PHA材料，本发明公开了一种高韧性可染色的全降解PLA-PHA材料的制备方法，采用4-羟基丁酸的摩尔含量为20-25mol％的PHA，可在不添加增塑剂的情况下获得高韧性的复合材料，同时不会对材料的抗拉强度造成不利影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高韧性可染色的全降解PLA-PHA材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)称取PLA粉末和PHA粉末，干燥后混合均匀，得到混合物；

(2)向步骤(1)的混合物中加入聚酯稳定剂、抗氧剂和成核剂，充分混合均匀，经双螺杆挤出机熔融挤出并水冷切粒，干燥，制成母粒；

所述步骤(1)和步骤(2)中各物质的重量份为：PLA粉末60-80份、PHA粉末20-30份、聚酯稳定剂0.5-2份、抗氧剂0.1-1份、成核剂0.1-1份。

作为优选，上述聚羟基脂肪酸酯的分子量为100000-800000。

作为优选，上述聚羟基脂肪酸酯为3-羟基丁酸和4-羟基丁酸的共聚物，所述4-羟基丁酸的摩尔含量为20-25mol％。

所述4-羟基丁酸的摩尔含量为20-25mol％的聚羟基脂肪酸酯的制备方法为：

发酵菌株：以敲除了gabD基因的嗜盐单胞菌为发酵菌株；