采用成核剂、扩链剂增强的PBAT/PBS生物降解复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及生物可降解塑料领域，更具体地说，涉及一种采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、全生物降解塑料是指在自然界中如土壤和/或沙土等条件下，和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养基中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终降解变成二氧化碳(co2)或/和甲烷(ch4)、水(h2o)及其所含元素的矿化无机盐以及新生的生物质的塑料，常见的有聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(pbat)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚乳酸(pla)和聚乙醇酸(pga)等。以全生物降解塑料树脂为主要原料制备产品，使用后可通过堆肥、填埋等方式实现完全生物降解，对环境不会造成不利影响，是解决传统塑料污染的一种可持续有效途径。

2、在生物可降解聚合物中，pbat由于其芳香族-脂肪族成分，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能，显示出了一种很好的强度和柔韧性组合。主链上酯键的存在使得pbat在各种环境中容易被生物降解，可用于一次性应用。是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。

3、pbs是一种由丁二酸与1,4-丁二醇缩聚合成的脂肪族聚酯。它可以由糖、葡萄糖、淀粉、木糖等经细菌发酵得到的可再生资源基丁二酸生产。易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。由于pbs具有半结晶性、热稳定性、化学稳定性、优良的力学性能、机械强度较为优良，且熔点低于其他市售生物可降解聚合物，因此pbs在生物可降解材料领域具有广泛的应用。

4、pbat与pbs在结构上具有相似的组成结构，且pbat优异延展性和韧性能够与pbs硬度刚性好的优点形成互补。但两者比例相近的时候相容性较差，容易产生相分离，使得pbat/pbs复合材料的性能难以体现。而在两种材料共混时加入成核剂或相容剂是增加相容性的有效途径。针对这一问题，本发明通过控制变量法，提供一种最佳成核剂含量和最佳扩链剂含量增强的pbat/pbs生物降解复合材料及其制备方法，该材料有望用于生物可降解购物袋、生物可降解地膜和生物可降解胶带等的开发应用。

技术实现思路

1、发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料及其制备方法，以解决pbat/pbs共混时相容性较差的问题，从而提高pbat/pbs生物降解复合材料的力学性能和加工性能。

2、技术方案

3、为实现发明目的，本发明采用如下的技术方案。

4、一种采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料，由以下质量份数的组份组成：

5、

6、优选地，所述pbat熔融指数(190℃，2160g)为4-6g/10min左右，熔点110-130℃。

7、优选地，所述pbs熔融指数(190℃，2160g)为3.5-5.5g/10min左右，熔点115℃左右。

8、优选地，所述成核剂滑石粉目数为3000目。

9、本发明进一步提供上述采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：

10、步骤(1)、将pbat、pbs和滑石粉在80℃电热恒温干燥箱干燥8h；

11、步骤(2)、将干燥后的pbat/pbs、pbat/pbs/滑石粉和pbat/pbs/adr-4468,置于高速混合机中，在室温下500r/min混合15min；

12、步骤(3)、将用高速混合机混合好的pbat/pbs、pbat/pbs/滑石粉和pbat/pbs/adr-4468，用双螺杆挤出机(双螺杆挤出机一区到十二区的温度分别为：160℃，170℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃)，螺杆转速为110r/min下挤出，通过水槽冷却然后造粒，制备成粒径为2±0.5mm的pbat/pbs共混改性生物降解复合材料，并置于电热恒温干燥箱80℃干燥12h；

13、步骤(4)、将步骤(3)所得的颗粒使用注塑机注塑成标准测试样条，注塑机喷嘴温度为180℃，三个温区的温度分别为180℃，180℃，180℃，注塑压力为5mpa。

14、3.有益效果

15、相比于现有技术，本发明的优点在于：

16、本发明提供了采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料及其制备方法。具备以下有益效果：

17、1、该采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料及其制备方法，本发明通过利用pbat/pbs进行改性，并分别加入成核剂、扩链剂。成核剂是用来提高聚合物的结晶度、加快其结晶速率的一类助剂。由于成核剂的加入提高了结晶度，使pbat与pbs的界面相容性增大，提高生物降解复合材料的力学性能和尺寸稳定性性，同时滑石粉的加入减少了生物降解塑料基体材料的用量，降低了生物降解材料的成本，不仅全面提高生物降解复合材料的性能，而且扩大生物降解复合材料的市场应用。

18、2、该采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料及其制备方法，本发明通过利用pbat/pbs进行改性，并分别加入成核剂、扩链剂。扩链剂的加入，使得pbat与pbs的端羟基和端羧基，在双螺杆融熔、剪切、高温、共混的作用下与扩链剂的环氧基团反生，形成长分子链或支链，从而提高pbat与pbs界面间的粘结力，使得生物降解复合材料力学性能增加，从而全面提高生物降解复合材料的性能和扩大应用范围。

19、3、该采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料及其制备方法，本发明工艺简单、原料易得、加工效率高，有利于工业化生产生物可降解购物袋、生物可降解地膜和生物可降解胶带等。

技术特征：

1.一种采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料，其特征在于，由以下质量份数的组份组成：

2.根据权利要求1所述的一种采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料，其特征在于：所述pbat熔融指数(190℃，2160g)为4-6g/10min左右，熔点110-130℃。

3.根据权利要求1所述的一种采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料，其特征在于：所述所述pbs熔融指数(190℃，2160g)为3.5-5.5g/10min左右，熔点为115℃左右。

4.根据权利要求1所述的一种采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料，其特征在于：所述所述成核剂滑石粉目数为3000目。

5.根据权利要求1所述的一种采用成核剂、扩链剂增强的pbat/pbs生物降解复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种采用成核剂、扩链剂增强的PBAT/PBS生物降解复合材料及其制备方法，由以下质量份数的组份组成：PBAT50‑90份，PBS10‑50份，成核剂滑石粉1‑9份，扩链剂ADR‑4468 0.1‑0.9份。本发明通过利用PBAT/PBS进行改性，并分别加入成核剂、扩链剂。成核剂是用来提高结晶聚合物的结晶度、加快其结晶速率的一类助剂。由于成核剂的加入提高了结晶度，使PBAT与PBS的界面相容性增大，提高生物降解复合材料的力学性能和尺寸稳定性，同时滑石粉的加入减少了生物降解塑料基体材料的用量，降低了生物降解材料的成本，不仅全面提高生物降解复合材料的性能，而且扩大生物降解复合材料的市场应用。

技术研发人员：陆永昌,卢波,余黎,季君晖,刘芳,吴军
受保护的技术使用者：海南正翔科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15