[发明专利]一种耐热PLA吸管及其制备方法

说明书

一种耐热PLA吸管及其制备方法，涉及生物降解材料领域。所述耐热PLA吸管按质量比的原料组成为：以PLA为主成分的脂肪族聚酯树脂100份、交联剂0.05～0.3份、填料0～50份。将所需PLA、PBAT(和/或PBS)、交联剂和填料备好，置于高速混合机内进行混料处理后排出；投入连续式密炼机中密炼，下落到锥双强制喂料机喂料到双螺杆挤出机造粒，得到所需配方粒料，通过挤出机挤出成管材，裁切，得到吸管。PLA吸管耐热80℃以上，可用于热饮。采用微交联成核技术，技术极为简单易行，不添加任何成核剂就实现PLA结晶度的大幅度增加，利用纳米尺寸交联点成核，实现耐温。

技术领域

本发明涉及生物降解材料领域，尤其是涉及一种耐热PLA吸管及其制备方法。

背景技术

随着高分子工业的发展，应用领域的扩大，合成高分子的废弃量与年俱增，因而为防止公害谋求高分子自然分解回归大自然的要求也随之日益强烈。在高分子的废弃物中塑料吸管(主要是聚丙烯吸管)占很大比例，一根一次性塑料吸管可能就用几分钟，但是可能需要几十年才能降解。据大数据测算，全国一天可用掉15亿根一次性塑料吸管，可见开发可完全生物降解吸管的重要性。2020年01月19日国家发改委和生态环境部联合印发的“关于进一步加强塑料污染治理的意见”中要求到2020年底，全国范围内餐饮行业禁止使用不可降解一次性塑料吸管。这一规定被业内称为“禁管令”。

聚丙烯吸管的环保替代品是纸吸管和可生物全降解的降解塑料吸管。纸吸管由于耐水性很差，价格也不便宜，若有咬吸管的习惯，则更不堪重负，因而市场接受度低。降解塑料吸管的主要成分是聚乳酸(PLA)，PLA来源于生物(玉米淀粉)，是少有的生物基又可全生物降解的绿色高分子材料。PLA的使用性能与聚丙烯非常接近；作为吸管，它有足够的强度和硬度，耐水性好，抗溶剂性好，天然有抗菌性，无毒无味；主要缺点是耐热性不好。工业化生产的PLA产品的热形变温度(HDT)只有58℃左右，限制它的应用。

提高PLA耐热性的主要方法有：1.共聚；2.共混；3.交联；4.提高结晶度。参考文献^[1-3]共聚改性涉及化学合成，而且引入的其他单体单元未必能生物全降解。共混是比较容易实现的方法，常用来共混的是也可生物全降解的PBS和PBAT等；但是当共混物以PLA为主时仍然耐热性不高。一般情况下交联提高耐热性和强度以及硬度，但是交联也使高分子材料失去流动性，热塑性塑料的交联要非常谨慎。本发明的方法是通过提高结晶度，使耐热温度从热变形温度(玻璃化转变温度)提高到接近结晶熔融温度。

发明内容

本发明的目的在于提供可生物全降解的一种耐热PLA吸管及其制备方法，采用一种微交联的新技术增加PLA的结晶度，克服PLA不易结晶的问题，从而实现耐热。

所述耐热PLA吸管按质量比的原料组成为：以PLA为主成分的脂肪族聚酯树脂100份、交联剂0.05～0.3份、填料0～50份。

所述脂肪族聚酯树脂为PLA与PBAT或PLA与PBS共混组成；优选PLA 50～90份，PBAT0～40份(和/或PBS 0～40份)。

所述PLA为左旋PLA(即PLLA)。

所述脂肪族聚酯树脂的熔融指数MI值(190℃，2160g)可为3.0～10.0g/10min。

所述交联剂可为过氧化二异丙苯(DCP)、双叔丁基过氧异丙基苯(BIPB)等中的至少一种。

所述填料可为滑石粉、碳酸钙等中的至少一种。

所述耐热PLA吸管的制备方法包括以下步骤：

将所需PLA、PBAT(和/或PBS)、交联剂和填料备好，置于高速混合机内进行混料处理后排出；投入连续式密炼机中密炼，下落到锥双强制喂料机喂料到双螺杆挤出机造粒，得到所需配方粒料，通过挤出机挤出成管材，裁切，得到吸管。