用于制造生物大分子载体和生物器皿的绿色塑料制备方法与流程

本发明涉及制造生物大分子载体和生物器皿的绿色塑料制备技术领域，具体为一种用于制造生物大分子载体生物器皿的绿色塑料制备方法。

背景技术：

载体和器皿是用以盛装物品或作为摆设的物件的总称，器皿可以由不同的材料制成，并做成各种形状，以满足不同的需求，其涉及到化工、制药、医药医疗、生活用品等各个领域。

聚乳酸是最有前途的可完全生物降解，对环境友好的聚酯，具有较好的化学惰性，较强的机械性质和易加工性。但聚乳酸(PLA)的均聚物存在不少缺陷，相对分子量分布较宽，使得聚乳酸制品脆性过大，强度偏低，亲水性差，融点低，售价过高，无法与传统塑料竞争等缺陷。

为拓宽应用领域，研究者通常采用化学接枝，共聚，交联，表面修饰改性或物理改性，如共混，增塑，加容等方法改性开发新用途聚乳酸材料，但是过程较为复杂不易控制，不适合规模化生产，生产效率较低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高透明，高强度，低融点的用于制造载体和生物器皿的绿色塑料制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于制造生物器皿的绿色塑料制备方法，具体步骤如下：

a：将低分子量聚乳酸加入到高分子量聚乳酸共混均匀得到混合物A；

b：加热混合物A并加入纳米碳酸钙强力搅拌共混均匀；

c：挤压造粒，生成绿色塑料母料。

进一步，所述低分子量聚乳酸的分子量为2-18万道尔顿，优选的，所述低分子量聚乳酸的分子量为15-18万道尔顿。

进一步，所述高分子量聚乳酸的分子量为20-30万道尔顿，优选的，所述高分子量聚乳酸的分子量为20-25万道尔顿。

进一步，所述纳米碳酸钙的纳米粒度为40-200纳米，优选的，纳米碳酸钙的纳米粒度为40-150纳米。

进一步，步骤b中的加热温度为110-130℃，优选的，步骤b中的加热温度为115-125℃。

进一步，步骤b中的加热时间为10-30分钟，优选的，步骤b中的加热时间为15-20分钟。

进一步，纳米磷酸钙按重量与混合物A的重量比值为0.01—0.3。

进一步，步骤b中的搅拌速度为6000rpm/分钟。

对比现有技术的不足，本发明提供的技术方案所带来的有益效果：1.该绿色塑料母料具有高塑性和低玻璃化温度；其弯曲强度为68MPa，完全满足现代医疗器械的要求；且可在低温和高压下吹塑和注塑，可以规模生产；因为改性后的材料密度下降，在高压模具中流动性好，成型快，出模速度大大提高，出模量可以从50秒降至20-30秒/模，提高生产率50％-60％。

2.新型改性聚乳酸(即绿色塑料母粒)的玻璃化温度极大降低，使其低温生产具备玻璃化透明的产品成为可能。以纳米级尺寸均匀分散在塑料母体树脂中的复合材料，具有高强度、低玻璃化、高阻隔性、高阻燃性、良好的热稳定性等优点。

3.混合物A是高柔性分子，比未改性聚乳酸具有更高的可塑性，可适用于传统注塑和吹塑机的生产。

4.因为聚乳酸在高温下发生熔融时，其交联键开张，与纳米级磷酸钙结合成大分子，这个过程属于热物理化学反应，熔融时仅需15分钟即可完成，无需进行较为复杂的接枝反应等化学改性，仅需加热搅拌熔融，混合均匀，因此质量和性能稳定可控，易于操作。

5.极大地节约生产成本和应用范围，提高生产率50％以上。

6.新材料具有更快的降解速度，特别适应用于生产一次性使用即丢弃的器皿。

附图说明

图1为实施例1得到的绿色塑料母粒与传统的玻璃、pp、pc就透光率进行对比表1；

图2为实施例1得到的绿色塑料母粒与传统pp、ps、pc的热变形温度对比表2；

图3实施例1得到的绿色塑料母粒与传统pp、ps的热变形温度对比表3；

图4为实施例2得到的绿色塑料母粒与传统玻璃、pp、pc的透光率对比表4；

图5为实施例2得到的绿色塑料母粒与传统pp、ps、pc的热变形温度对比表5；

图6为实施例2得到的绿色塑料母粒与传统pp、ps的热变形温度对比表6；

图7为实施例3得到的绿色塑料母粒与传统玻璃、pp、pc的透光率对比表7；

图8为实施例3得到的绿色塑料母粒与传统pp、ps、pc的热变形温度对比表8；

图9为实施例3得到的绿色塑料母粒与传统pp、ps的热变形温度对比表9。

具体实施方式

实施例1

一种用于制造生物大分子载体和生物器皿的绿色塑料制备方法，具体步骤如下：a：将低分子量聚乳酸加入到高分子量聚乳酸共混均匀得到混合物A，其中步骤a中的低分子量聚乳酸与高分子量聚乳酸约1:20，进而制成高柔性聚乳酸，因为聚乳酸在高温下发生熔融时，其交联键开张，与纳米级磷酸钙结合成大分子，这个过程属于热物理化学反应，熔融时仅需15分钟即可完成，无需进行较为复杂的接枝反应等化学改性，仅需加热搅拌熔融，混合均匀，因此质量和性能稳定可控，易于操作；

b：加热混合物A并加入纳米碳酸钙强力搅拌共混均匀，纳米磷酸钙按重量与混合物A的重量比值为0.01；

c：挤压成纳米磷酸钙改性聚乳酸塑料粒子，生成绿色塑料母料。

该绿色塑料母料具有高塑性和低玻璃化温度；其弯曲强度为68MPa，完全满足现代医疗器械的要求；且可在低温和高压下吹塑和注塑，可以规模生产；因为改性后的材料密度下降，在高压模具中流动性好，成型快，出模速度大大提高，出模量可以从50秒降至20-30秒/模，提高生产率50％-60％。

将实施例1得到的绿色塑料母粒与传统的玻璃、pp、pc就透光率进行对比，得到表1：

将实施例1得到的绿色塑料母粒与传统的pp、ps、pc就热变形温度进行对比，得到表2：

将实施例1得到的绿色塑料母粒与传统的pp、ps就弯曲模量进行对比，得到表3：

如图1—图3所示，由表1、表2和表3得出：新型改性聚乳酸(即绿色塑料母粒)的玻璃化温度极大降低，使其低温生产具备玻璃化透明的产品成为可能。以纳米级尺寸均匀分散在塑料母体树脂中的复合材料，具有高强度、低玻璃化、高阻隔性、高阻燃性、良好的热稳定性等优点。

混合物A是高柔性分子，比未改性聚乳酸具有更高的可塑性，可适用于传统注塑和吹塑机的生产。

因为聚乳酸在高温下发生熔融时，其交联键开张，与纳米级磷酸钙结合成大分子，这个过程属于热物理化学反应，熔融时仅需15分钟即可完成，无需进行较为复杂的接枝反应等化学改性，仅需加热搅拌熔融，混合均匀，因此质量和性能稳定可控，易于操作。

极大地节约生产成本和应用范围，提高生产率50％以上。

新材料具有更快的降解速度，特别适应用于生产一次性使用即丢弃的器皿和需要在一定时间内缓慢释放其内容物的器皿和载体。

进一步，所述低分子量聚乳酸的分子量为2万道尔顿。

进一步，所述高分子量聚乳酸的分子量为20万道尔顿。

进一步，所述纳米碳酸钙的纳米粒度为40纳米。

进一步，步骤b中的加热温度为110℃。

进一步，步骤b中的加热时间为10分钟。

进一步，步骤b中的搅拌速度为6000rpm/分钟。

实施例2

一种用于制造生物大分子载体和生物器皿的绿色塑料制备方法，具体步骤如下：

a：将低分子量聚乳酸加入到高分子量聚乳酸共混均匀得到混合物A，其中步骤a中的低分子量聚乳酸与高分子量聚乳酸约1:20，进而制成高柔性聚乳酸；

b：加热混合物A并加入纳米碳酸钙强力搅拌共混均匀，纳米磷酸钙按重量与混合物A的重量比值为0.1；

c：挤压造粒，生成绿色塑料母料。

该绿色塑料母料具有高塑性和低玻璃化温度；其弯曲强度为68MPa，完全满足现代医疗器械的要求；且可在低温和高压下吹塑和注塑，可以规模生产；因为改性后的材料密度下降，在高压模具中流动性好，成型快，出模速度大大提高，出模量可以从50秒降至20-30秒/模，提高生产率50％-60％。

将实施例2得到的绿色塑料母粒与传统的玻璃、pp、pc就透光率进行对比，得到表4：

将实施例2得到的绿色塑料母粒与传统的pp、ps、pc就热变形温度进行对比，得到表5：

将实施例2得到的绿色塑料母粒与传统的pp、ps就弯曲模量进行对比，得到表6：

如图4—图6所示，由表4、表5和表6得出：新型改性聚乳酸(即绿色塑料母粒)的玻璃化温度极大降低，使其低温生产具备玻璃化透明的产品成为可能。以纳米级尺寸均匀分散在塑料母体树脂中的复合材料，具有高强度、低玻璃化、高阻隔性、高阻燃性、良好的热稳定性等优点。

混合物A是高柔性分子，比未改性聚乳酸具有更高的可塑性，可适用于传统注塑和吹塑机的生产。

因为聚乳酸在高温下发生熔融时，其交联键开张，与纳米级磷酸钙结合成大分子，这个过程属于热物理化学反应，熔融时仅需15分钟即可完成，无需进行较为复杂的接枝反应等化学改性，仅需加热搅拌熔融，混合均匀，因此质量和性能稳定可控，易于操作。

极大地节约生产成本和应用范围，提高生产率50％以上。

新材料具有更快的降解速度，特别适应用于生产一次性使用即丢弃的器皿。

进一步，所述低分子量聚乳酸的分子量为16万道尔顿。

进一步，所述高分子量聚乳酸的分子量为25万道尔顿。

进一步，所述纳米碳酸钙的纳米粒度为100纳米。

进一步，步骤b中的加热温度为120℃。

进一步，步骤b中的加热时间为20分钟。

进一步，步骤b中的搅拌速度为6000rpm/分钟。

实施例3

一种用于制造生物器皿的绿色塑料制备方法，具体步骤如下：

a：将低分子量聚乳酸加入到高分子量聚乳酸共混均匀得到混合物A，其中步骤a中的低分子量聚乳酸与高分子量聚乳酸约1:20，进而制成高柔性聚乳酸；

b：加热混合物A并加入纳米碳酸钙强力搅拌共混均匀，纳米磷酸钙按重量与混合物A的重量比值为0.3；

c：挤压造粒，生成绿色塑料母料。

该绿色塑料母料具有高塑性和低玻璃化温度；其弯曲强度为68MPa，完全满足现代医疗器械的要求；且可在低温和高压下吹塑和注塑，可以规模生产；因为改性后的材料密度下降，在高压模具中流动性好，成型快，出模速度大大提高，出模量可以从50秒降至20-30秒/模，提高生产率50％-60％。

将实施例3得到的绿色塑料母粒与传统的玻璃、pp、pc就透光率进行对比，得到表7：

将实施例3得到的绿色塑料母粒与传统的pp、ps、pc就热变形温度进行对比，得到表8：

将实施例3得到的绿色塑料母粒与传统的pp、ps就弯曲模量进行对比，得到表9：

如图7—图9所示，由表7、表8和表9得出：新型改性聚乳酸(即绿色塑料母粒)的玻璃化温度极大降低，使其低温生产具备玻璃化透明的产品成为可能。以纳米级尺寸均匀分散在塑料母体树脂中的复合材料，具有高强度、低玻璃化、高阻隔性、高阻燃性、良好的热稳定性等优点。

混合物A是高柔性分子，比未改性聚乳酸具有更高的可塑性，可适用于传统注塑和吹塑机的生产。

因为聚乳酸在高温下发生熔融时，其交联键开张，与纳米级磷酸钙结合成大分子，这个过程属于热物理化学反应，熔融时仅需15分钟即可完成，无需进行较为复杂的接枝反应等化学改性，仅需加热搅拌熔融，混合均匀，因此质量和性能稳定可控，易于操作。

极大地节约生产成本和应用范围，提高生产率50％以上。

新材料具有更快的降解速度，特别适应用于生产一次性使用即丢弃的器皿。

进一步，所述低分子量聚乳酸的分子量为18万道尔顿。

进一步，所述高分子量聚乳酸的分子量为30万道尔顿。

进一步，所述纳米碳酸钙的纳米粒度为200纳米。

进一步，步骤b中的加热温度为130℃。

进一步，步骤b中的加热时间为30分钟。

进一步，步骤b中的搅拌速度为6000rpm/分钟。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。