[发明专利]一种可降解塑料膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可降解塑料膜及其制备方法，包括以下重量份数的原料组成：100‑200份聚乳酸，10‑15份金属‑有机框架材料，20‑80份热塑性淀粉；所述金属‑有机框架材料中，金属元素为单原子状态与有机框架结合。在制时，包括：热塑性淀粉的制备：在淀粉中加入淀粉质量1‑5%的D‑山梨醇，加热剪切后，得热塑性淀粉；基体塑料的制备：将聚乳酸和热塑性淀粉加热共混；再加入金属‑有机框架材料和氧化石墨烯，继续加热共混后，挤出造粒，得基体塑料；产品的制备：将基体塑料流延成膜，即得可降解塑料膜。本发明所得产品具有良好的机械性能，且经过长时间存放后，力学性能仍然可以得到有效保持。

技术领域

本发明涉及高分子加工技术领域，具体是一种可降解塑料膜及其制备方法。

背景技术

淀粉的分子结构分为直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉主要由脱水葡萄糖单元通过α-1，4糖苷键连接而成，含有少量由α-1，6糖苷键连接。天然淀粉一般由70-80%支链淀粉和20-30%直链淀粉组成。将淀粉在冷水中充分分散，升高温度，淀粉吸水膨胀转变为淀粉糊。淀粉糊在光滑平面上干燥，形成淀粉膜。这种淀粉膜机械性能差、韧性低，通过对淀粉改性处理和与增强剂共混制得机械性能良好的淀粉基薄膜，可作为淀粉基降解塑料使用。

由于单一的淀粉成分的薄膜机械性能差，质脆，易折断。使淀粉膜的应用范围窄，应用价值不高。淀粉基生物降解塑料的设计思路往往是将淀粉进行改性处理改善其热塑成膜性能，或者将淀粉与其他成膜材料、增强剂材料共混制备生物降解塑料。常见的淀粉基复合降解塑料将淀粉和合成高分子聚合物（如聚乙烯醇PVA、聚乳酸PLA等）、天然高分子聚合物（如植物纤维、淀粉颗粒、细菌纤维素、壳聚糖等）、其他添加材料（如黏土、石墨烯、滑石粉等）以及增塑剂共混复合，获得淀粉基复合降解塑料。这些塑料均能实现完全生物降解，可应用于包装材料、食品容器、一次性餐具、缓冲包材、儿童玩具等多种领域。

然而，为了改善淀粉基可降解膜的力学性能，通过添加填料来改善是途径之一，然而，由于基体膜材料（淀粉或其他高分子）为有机大分子材料，其与填料之间的界面相容性不佳，更何况淀粉和其他高分子之间也容易因为极性的不同导致相容性欠佳，而上述界面相容性不佳因素的存在，导致了产品在使用过程中容易发生相分离，从而使产品的使用寿命得到影响；因此，为了进一步提升产品的力学性能，并且使得力学性能可以在服役过程中得到有效保持，是本领域技术人员亟待解决的技术难题之一。

发明内容

本发明提供一种可降解塑料膜，以解决现有技术中淀粉膜添加了其他高分子材料或填料后，各组分之间因界面相容性不佳，容易导致出现相分离，机械性能不能得到有效提升，且随着存放或使用时间的延长，力学性能快速下降的弊端。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可降解塑料膜，包括以下重量份数的原料组成：100-200份聚乳酸，10-15份金属-有机框架材料，20-80份热塑性淀粉；

所述金属-有机框架材料中，金属元素为单原子状态与有机框架结合。

本发明还提供了一种可降解塑料膜的制备方法，以解决现有技术中复合膜在产品制备和使用过程中容易因为发生相分离而发生力学性能下降的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可降解塑料膜的制备方法，所述具体制备步骤包括：

原料的准备：按重量份数计，依次取100-200份聚乳酸，10-15份金属-有机框架材料，20-80份热塑性淀粉；以及金属-有机框架材料质量0.1-0.3倍的氧化石墨烯；所述金属-有机框架材料中，金属元素为单原子状态与有机框架结合；

热塑性淀粉的制备：在淀粉中加入淀粉质量1-5%的D-山梨醇，加热剪切后，得热塑性淀粉；

基体塑料的制备：将聚乳酸和热塑性淀粉加热共混；再加入金属-有机框架材料和氧化石墨烯，继续加热共混后，挤出造粒，得基体塑料；

产品的制备：将基体塑料流延成膜，即得可降解塑料膜。