一种抗氧化聚乳酸包装材料及其制备方法与流程

本申请涉及可降解包装材料，更具体地说，它涉及一种抗氧化聚乳酸包装材料及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，塑料包装材料的大量使用致使“白色污染”成为世界各国亟待解决的环境问题，而通用包装材料原料绝大多数来源于日益枯竭的石油资源，全球范围内的环境污染和能源短缺问题日益严重。随着绿色发展理念不断深入，研发和推广绿色环保包装材料以替代传统塑料包装已经迫在眉睫，聚乳酸因其良好的生物相容性和可降解性，成为了研发人员研究和开发的重点。

2、聚乳酸(pla)，也称聚丙交酯，是一种以乳酸为基本单元聚合而成的高分子聚合物，合成单体乳酸由可再生的植物资源(玉米、木薯等)通过微生物发酵制得，能够在自然界中分解为水和二氧化碳，能够缓解包装材料对环境造成的污染和负担。

3、目前，聚乳酸常用于食品包装，食品通常具有水分活度高，营养物质丰富等优点，极易发生氧化劣变，降低食品的营养品质和感官品质，限制食品货架期。而聚乳酸包装材料的抗氧化性能通常不佳，使得包装内的食品容易氧化变质，因此，提高聚乳酸包装材料的抗氧化性能是行业内亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了提高聚乳酸包装材料的抗氧化性能，本申请提供一种抗氧化聚乳酸包装材料及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供一种抗氧化聚乳酸包装材料，采用如下的技术方案：

3、一种抗氧化聚乳酸包装材料，所述抗氧化聚乳酸包装材料的原料中包含如下重量份的组分：马来酸酐改性聚乳酸树脂55-80份、复合抗氧剂5-12份、增塑剂10-30份；每份所述复合抗氧剂中包含植酸5-10份、木质素8-18份、纳米填料抗氧剂1-6份。

4、通过采用上述技术方案，复合抗氧剂中包含植酸、木质素和纳米填料抗氧剂，植酸和木质素上均含有羟基，一部分羟基与马来酸酐改性聚乳酸通过氢键交联，形成交联网络，纳米填料抗氧剂填充在交联网络的空隙中，从而形成了致密度较高的聚乳酸包装材料，提高了聚乳酸包装材料的氧气阻隔率，降低包装内物质发生氧化变质的可能性；此外，植酸和木质素上的另一部分羟基能够清除自由基，与纳米填料抗氧剂共同配合，提高了聚乳酸包装材料的抗氧化性能，且复合抗氧剂的清除自由基效率随着温度的增加而增加，在聚乳酸包装材料加热过程中其抗氧化性能会进一步提升。

5、优选的，所述抗氧化聚乳酸包装材料的原料中包含8-12份复合抗氧剂。

6、优选的，每份所述复合抗氧剂中包含12-18份木质素。

7、优选的，每份所述复合抗氧剂中包含3-6份纳米填料抗氧剂。

8、优选的，所述纳米填料抗氧剂为氧化石墨烯和/或碳纳米管。

9、优选的，所述纳米填料抗氧剂为氧化石墨烯。

10、通过采用上述技术方案，氧化石墨烯表面含较多活性羟基，与马来酸酐改性聚乳酸树脂的相容性较佳；此外，氧化石墨烯作为片层状材料，对氧气的阻隔性能较佳，进一步提升聚乳酸包装材料对氧气阻隔率。

11、优选的，所述氧化石墨烯由环氧化腰果酚和氧化石墨烯按照质量比为1:(2-8)反应制得，为改性氧化石墨烯。

12、通过采用上述技术方案，环氧化腰果酚与氧化石墨烯反应，得到改性氧化石墨烯，改性氧化石墨烯在体系中具有良好的分散性能；此外，改性氧化石墨烯还能够与复合抗氧剂中的其他组分协同，进一步提升聚乳酸包装材料的抗氧化性能。

13、优选的，所述环氧化腰果酚和氧化石墨烯的质量比为1:(2-5)。

14、优选的，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧大豆油中的一种或多种。

15、第二方面，本申请提供一种抗氧化聚乳酸包装材料的制备方法，采用如下的技术方案：

16、一种抗氧化聚乳酸包装材料的制备方法，包括如下步骤：

17、将马来酸酐改性聚乳酸树脂、复合抗氧剂、增塑剂共混，得到共混物，再将共混物压延成膜，得到抗氧化聚乳酸包装材料。

18、综上所述，本申请具有以下有益效果：

19、1、本申请复合抗氧剂中包含植酸、木质素和纳米填料抗氧剂，植酸和木质素上均含有羟基，一部分羟基与马来酸酐改性聚乳酸通过氢键交联，形成交联网络，纳米填料抗氧剂填充在交联网络的空隙中，从而形成了致密度较高的聚乳酸包装材料，提高了聚乳酸包装材料的氧气阻隔率，降低包装内物质发生氧化变质的可能性；此外，植酸和木质素上的另一部分羟基能够清除自由基，与纳米填料抗氧剂共同配合，提高了聚乳酸包装材料的抗氧化性能，且复合抗氧剂的清除自由基效率随着温度的增加而增加，在聚乳酸包装材料加热过程中其抗氧化性能会进一步提升。

20、2、本申请中优选采用环氧化腰果酚与氧化石墨烯反应，得到改性氧化石墨烯，改性氧化石墨烯在体系中具有良好的分散性能；此外，改性氧化石墨烯还能够与复合抗氧剂中的其他组分协同，进一步提升聚乳酸包装材料的抗氧化性能。

技术特征：

1.一种抗氧化聚乳酸包装材料，其特征在于：所述抗氧化聚乳酸包装材料的原料中包含如下重量份的组分：马来酸酐改性聚乳酸树脂55-80份、复合抗氧剂5-12份、增塑剂10-30份；每份所述复合抗氧剂中包含植酸5-10份、木质素8-18份、纳米填料抗氧剂1-6份。

2.根据权利要求1所述的一种抗氧化聚乳酸包装材料，其特征在于：所述抗氧化聚乳酸包装材料的原料中包含8-12份复合抗氧剂。

3.根据权利要求1所述的一种抗氧化聚乳酸包装材料，其特征在于：每份所述复合抗氧剂中包含12-18份木质素。

4.根据权利要求1所述的一种抗氧化聚乳酸包装材料，其特征在于：每份所述复合抗氧剂中包含3-6份纳米填料抗氧剂。

5.根据权利要求1所述的一种抗氧化聚乳酸包装材料，其特征在于：所述纳米填料抗氧剂为氧化石墨烯和/或碳纳米管。

6.根据权利要求5所述的一种抗氧化聚乳酸包装材料，其特征在于：所述纳米填料抗氧剂为氧化石墨烯。

7.根据权利要求6所述的一种抗氧化聚乳酸包装材料，其特征在于：所述氧化石墨烯由环氧化腰果酚和氧化石墨烯按照质量比为1:（2-8）反应制得，为改性氧化石墨烯。

8.根据权利要求7所述的一种抗氧化聚乳酸包装材料，其特征在于：所述环氧化腰果酚和氧化石墨烯的质量比为1:（2-5）。

9.根据权利要求1所述的一种抗氧化聚乳酸包装材料，其特征在于：所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧大豆油中的一种或多种。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种抗氧化聚乳酸包装材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本申请涉及可降解包装材料技术领域，更具体地说，它涉及一种抗氧化聚乳酸包装材料及其制备方法。一种抗氧化聚乳酸包装材料，抗氧化聚乳酸包装材料的原料中包含如下重量份的组分：马来酸酐改性聚乳酸树脂55‑80份、复合抗氧剂5‑12份、增塑剂10‑30份；每份复合抗氧剂中包含植酸5‑10份、木质素8‑18份、纳米填料抗氧剂1‑6份。本申请制得的抗氧化聚乳酸包装材料具有抗氧化性能较佳的优点。

技术研发人员：蔡子祥,吴娓娓,钱文彬
受保护的技术使用者：无锡星智数服科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16