本發(fā)明是提高或解決非生物降解聚合物材料生物降解性能的技術(shù)問題。涉及到通過一種生物降解材料聚乳酸和一種非生物降解材料無規(guī)共聚聚丙烯進(jìn)行共混而制備聚乳酸/無規(guī)共聚聚丙烯共混合金生物降解材料的方法。
背景技術(shù)：
高分子材料的應(yīng)用范圍和用量在飛速增加，但是絕大多數(shù)高分子材料廢棄以后在大自然的降解速度非常緩慢，嚴(yán)重污染環(huán)境。近年來,由于廢棄塑料難以降解帶來的白色污染日趨嚴(yán)重,引起了全世界的廣泛關(guān)注,并采取了一些保護(hù)和限制措施，比如世界各國陸續(xù)出臺了限制或禁止使用非降解塑料包裝物的相關(guān)法規(guī)。所以，研發(fā)可降解高分子材料成為目前迫切需要解決的技術(shù)問題。
目前，可降解高分子材料的種類和用量不多，而聚乳酸是其中一種綜合性能較好的可生物降解高分子材料。通過與聚乳酸共混或共聚制備可生物降解高分子材料合金是制備生物降解高分子材料的一種有效方法，也取得了一些成果和進(jìn)展。但目前還有很大的局限性。比如能與聚乳酸共混制備完全生物降解高分子合金材料的另一種高分子材料組分本身也必須具有生物降解性能。所以聚乳酸生物降解共混合金材料其應(yīng)用范圍受到極大的限制。而采用其他高分子材料單體與聚乳酸單體進(jìn)行共聚的方法來制備生物降解聚乳酸合金材料的方法，其成本較高，且能夠與聚乳酸共聚的其他高分子單體種類也受到很大的限制。
本發(fā)明針對目前生物降解聚乳酸合金材料制備受到的限制，采用一種完全不同的思路和方法，以無規(guī)共聚聚丙烯與聚乳酸進(jìn)行共混。通過添加相容劑，采用共混工藝，制備聚乳酸與無規(guī)共聚聚丙烯相容性較好的共混合金。選擇無規(guī)共聚聚丙烯是因為其非晶或低結(jié)晶度，能更好的與聚乳酸相容，通過共混相容來解決非生物降解高分子材料無規(guī)共聚聚丙烯變成生物降解高分子材料的難題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
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針對本發(fā)明采用的基本思想和方法，本發(fā)明的目的是添加相容劑后加入到聚乳酸與無規(guī)共聚聚丙烯中制備共混合金。提供一種含無規(guī)共聚聚丙烯和聚乳酸的生物降解材料及其制備方法，解決不可降解塑料的生物降解難題，從而解決塑料對環(huán)境造成的白色污染,本發(fā)明適用薄膜、片材，管材等所有類型的該類合金高分子材料。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種含無規(guī)共聚聚丙烯和聚乳酸的生物降解材料，由下列原材料按比例混合而成，所述比例為重量比：
無規(guī)共聚PP為10％～30％、聚乳酸50％～90％、相容劑為5％～15％。
最佳技術(shù)方案，由下列比例混合制成：
無規(guī)共聚PP為15、聚乳酸78％、相容劑為7％。
技術(shù)方案中所述的無規(guī)共聚PP分子量在2.5×104～8×104。
技術(shù)方案中所述的聚乳酸為重均分子量為8萬至15萬的左旋聚乳酸組成。
技術(shù)方案中所述的相容劑為下列之一或其混合物：SEBS-g-MA和馬來酸酐接枝聚丙烯。
制備方法包括以下步驟：
(1)預(yù)先對聚乳酸原料進(jìn)行烘干處理1-2小時，封閉待用；
(2)將無規(guī)共聚聚丙烯相容劑在高速混合機(jī)中共混均勻；混合溫度在80～100℃。
(3)將步驟2中的混合物在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒并烘干，造粒的溫度在190-210℃之間；
(4)將步驟3得到的混合物料再與聚乳酸在高速混合機(jī)中共混均勻；混合溫度在80～100℃。
(5)將步驟4中的混合物在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，造粒的溫度在190-220℃之間；
(6)將再次擠出造粒得到的顆粒烘干后注塑，制成合金片材或其他制品。注塑前烘干溫度在100～120℃之間。
從上述技術(shù)方案實施中采用的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
(1)采用的是一種全新的思路和技術(shù)，通過增加聚乳酸與其他非生物降解聚合物的相容性，利用聚乳酸的相容性和生物降解性能來拆散和降低其他非降解高分子材料的分子間結(jié)合力，從而提高和實現(xiàn)非生物降解高分子組分的生物降解性能。這種技術(shù)不僅適用于尼龍6材料，可以預(yù)計也是解決其他熱塑性高分子材料的生物降解難題的一種有效的方法。
(2)主要原材料為生物降解的聚乳酸和非生物降解的無規(guī)共聚聚丙烯。能解決聚乳酸材料的韌性差的缺點(diǎn)。
(3)使用過的制品能在自然條件下分解為水和二氧化碳，生物降解速度快，而不會產(chǎn)生白色污染，符合環(huán)保的要求；
(4)生產(chǎn)過程可以機(jī)械化，自動化，規(guī)?；?，產(chǎn)業(yè)化，成本較一般共混法和共聚法低廉，其適用性大大提高，其市場前景廣闊，需求巨大。
具體實施方式
實施例1
按照比例稱取無規(guī)共聚聚丙烯為10％、聚乳酸85％、SEBS-g-MA5％的混合料10公斤。將聚乳酸先進(jìn)行烘干處理1.5小時，然后將無規(guī)共聚聚丙烯、SEBS-g-MA在轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻，將混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為190～210℃。將擠出物料烘干再與聚乳酸再次在轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻，然后再次加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為190～220℃。將再次擠出得到的物料烘干后加入到注塑機(jī)中注塑出片材。然后進(jìn)行自然降解實驗。自然降解實驗按照國標(biāo)GB/T20197-2006的規(guī)定來進(jìn)行。測試結(jié)果為：生物分解率為65％，超過國標(biāo)規(guī)定的≥60％。
實施例2
按照比例稱取無規(guī)共聚聚丙烯為15％、聚乳酸78％、SEBS-g-MA和馬來酸酐接枝聚丙烯共7％的混合料10公斤。將聚乳酸先進(jìn)行烘干處理1.5小時，然后將無規(guī)共聚聚丙烯、SEBS-g-MA和馬來酸酐接枝聚丙烯在轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻，將混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為190～210℃。將擠出物料烘干再與聚乳酸再次在轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻，然后再次加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為190～220℃。將再次擠出得到的物料烘干后加入到注塑機(jī)中注塑出片材。然后進(jìn)行自然降解實驗。自然降解實驗按照國標(biāo)GB/T20197-2006的規(guī)定來進(jìn)行。測試結(jié)果為：生物分解率為69％，超過國標(biāo)規(guī)定的≥60％。
實施例3
按照比例稱取無規(guī)共聚聚丙烯為30％、聚乳酸55％、SEBS-g-MA和馬來酸酐接枝聚丙烯共15％的混合料10公斤。將聚乳酸先進(jìn)行烘干處理1.5小時，然后將無規(guī)共聚聚丙烯、SEBS-g-MA和馬來酸酐接枝聚丙烯在轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻，將混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為190～210℃。將擠出物料烘干再與聚乳酸再次在轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻，然后再次加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為190～220℃。將再次擠出得到的物料烘干后加入到注塑機(jī)中注塑出片材。然后進(jìn)行自然降解實驗。自然降解實驗按照國標(biāo)GB/T20197-2006的規(guī)定來進(jìn)行。測試結(jié)果為：生物分解率為61％，超過國標(biāo)規(guī)定的≥60％。
以上所述，僅為本發(fā)明具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍適用于采用本發(fā)明思路和方法的任何范圍。采用本發(fā)明思路和方法中通過降低和拆散分子間作用力來降解高分子材料的方法均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所述的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。