[发明专利]一种抗析出和低雾度的淀粉基全生物可降解PBAT合金及其制备方法

说明书

本发明公开一种抗析出和低雾度的淀粉基全生物可降解PBAT合金及其制备方法，所述PBAT合金由以下组分制备：PBAT树脂、PLA树脂、改性淀粉、润滑剂。所述改性淀粉为甘油和环氧化漆酚缩水甘油醚改性淀粉，分子量和结晶度低，掺入PBAT合金后吹塑成膜，有利于提高薄膜透明度，多环氧基团的环氧化漆酚缩水甘油醚能够提高材料的交联度，从而提高薄膜的抗撕裂和落镖冲击性能。

技术领域

本发明属于可降解塑料领域，尤其涉及一种抗析出和低雾度的淀粉基全生物可降解PBAT合金及其制备方法。

背景技术

传统塑料因其优异的综合性能，良好的加工性和较低成本而被广泛应用于各个领域，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)等塑料被开发以来使用量逐年递增，但本身结构决定了他们在自然界可长期稳定存在，从而造成大量的白色污染，即使能够通过光氧降解使其破碎，依旧会存在小于0.5nm的微塑料，甚至会给我们的生态系统造成严重的污染。全生物降解塑料因其可以在自然环境下较快的降解，最后全部成为CO₂和有机物，并基本对土壤基本无污染，故全生物可降解材料成为解决传统塑料难以回收和丢弃后污染环境的有效途径之一，受到了全世界各国的重视。

PBAT(聚对苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇)是一种所有原料均可直接来自石油化工原料的生物可降解树脂。分子结构中柔性的脂肪链赋予了其良好的柔韧性和成膜性，刚性的芳香族结构赋予其优异的力学性能。尤其PBAT结晶度低透明性好，故在包装材料和膜领域具有极好的应用前景。PLA(聚乳酸)是直接由生物材料如淀粉发酵制得丙交酯，再开环聚合得到聚乳酸，由于PLA极高的力学性能和较低的结晶度，PBAT/PLA树脂也表现出优异的综合性能，较好的透明度；但是PBAT和PLA由于原料成本低和制备成本高等导致其价格远高于传统塑料。故降本是可生物降解材料的一大热点；其中，淀粉因其可再生，全世界产量和种类众多，成本低廉，且淀粉是各种微生物的营养来源，可加快可降解树脂的降解，不会对环境造成任何污染，具有良好的应用前景。

原生淀粉主要是以α-D-1,6-糖苷键结合的链状化合物，相对分子质量为(20～200)×10^4-6。分子结构上大量羟基使原生淀粉的分子间和分子内作用力很大，这种结晶结构会导致淀粉基薄膜的雾度上升，透明性变差，常加入甘油之类醇对淀粉进行塑化，加入环氧类扩链剂增加淀粉和PBAT的相容性；CN110845830A公开了一种淀粉填充的PBAT/PLA合金及其制备方法，此合金通过将PBAT、PLA和甘油等助剂通过简单的物理共混解决聚乳酸韧性差、脆性易断的问题，又能解决淀粉难加工的问题；CN103965603A公开了一种聚碳酸亚丙酯/聚丁二酸丁二醇/淀粉全生物降解材料，此材料以PPC、PBS和淀粉为主，再添加环氧化腰果酚和甘油，柠檬酸等助剂通过简单的物理共混后挤出，此方法使用的PPC和PBS树脂价格高，且环氧化腰果酚环氧值低，需外加塑化剂对淀粉进行塑化。CN108929527B公开了一种兼具高延展性和高阻隔性性能的PBAT/改性淀粉全生物降解薄膜及其制备方法和应用。此材料通过将淀粉和甘油预混，再加入柠檬酸制备酸化改性淀粉。这种薄膜中的甘油等小分子醇类塑化剂，它们在制品的使用和存放过程中容易析出到表面，造成制品发粘从而导致货架期变短，且酸类塑化剂会造成PBAT等树脂降解，降低制品性能。故解决甘油析出，且减少酸类塑化剂是淀粉体系的头等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗析出和低雾度的淀粉基全生物可降解PBAT合金及其制备方法，该PBAT合金通过环氧化漆酚缩水甘油醚中的环氧基团将甘油与淀粉通过化学键间连接起来，既能保证甘油对淀粉的塑化效果，又能抑制甘油的析出，其中漆酚是一种生物来源的具有长不饱和脂肪链的双羟基苯酚，两个羟基经过环氧化制备漆酚缩水甘油醚，侧链双键被环氧化后制备环氧化漆酚缩水甘油醚中的环氧基团还可以与PBAT和PLA反应，提高淀粉与基体树脂的界面相容性，这类淀粉分子量和结晶度低，降低PBAT薄膜的雾度，具有多个环氧基团的环氧化漆酚缩水甘油醚能提高材料的交联度，提高材料的抗撕裂和落镖冲击强度。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：