提高PLA与其它生物基降解塑料相容性的方法与流程

本发明涉及pla生产，尤其涉及一种提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法。

背景技术：

1、聚乳酸(pla)是一种新型的生物基降解材料，由淀粉聚合制成，具有良好的生物可降解性，使用后可被自然界中的微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，目前广泛应用于包装、纺织、农用塑料薄膜、生物医用高分子等行业。

2、但pla由于冲击强度和断裂伸长率低，限制了其应用范围。因此目前对于pla的应用主要是采用与其它生物基降解塑料共混的方式，来提高pla材料本身的力学性能，使其获得更为广泛的应用。在上述方式中使用的其它生物基降解塑料主要有己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(pbat)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯共聚物(phbv)等。但在使用中发现，pla与其它共混生物基降解塑料之间存在部分不相容的问题，为解决其相容性问题，研发人员采取了各种各样的措施如制备并使用专门的相容剂、使用扩链剂并借助反应型挤出机等，但利用上述方式时面临的主要问题使相容剂制备成本及反应型挤出机采购成本的骤增，致使其综合应用成本居高不下，难以大范围内推广使用。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种采用改性剂的作用下，使用普通的双螺杆造粒机挤出反应，提高pla与其它生物基降解塑料相容性，降低改性成本的提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法，利用低速混料机、双螺杆造粒机、履带式牵引机和切粒机配合完成，所述双螺杆造粒机的长径比l/d≥56，且所述双螺杆造粒机在挤出机头与加料口之间形成有工作区i～xiii，包括以下步骤，

3、步骤一、取质量份配比的其它生物基降解塑料加入所述低速混料机内，启动所述混料机进行搅拌，搅拌时间为3～5min；

4、步骤二、取质量份配比的改性剂、抗氧剂加入所述低速混料机，继续搅拌混合5～7min，获得混合物料；

5、步骤三、混合完成后，将所述混合物料加入至所述双螺杆造粒机的料斗中；

6、步骤四、将所述双螺杆造粒机i～xiii区的加热温度依次设置为100℃、140℃、155℃、165℃、175℃、165℃、175℃、175℃、175℃、175℃、165℃、160℃、175℃，所述挤出机头所在的区域加热温度设置为165℃，启动所述双螺杆造粒机进行预热至各区对应温度且至少恒温30min，启动所述双螺杆造粒机的主机电机、喂料电机、所述涡旋真空泵、所述螺杆真空泵、所述履带式牵引机和所述切粒机；

7、步骤五、调整所述主机电机转速为350r/min，所述喂料电机转速为30～35r/min，所述涡旋真空泵的真空度≥0.65mpa，所述螺杆真空泵的真空度≥0.80mpa，调整所述履带式牵引机、所述切粒机速度与所述主机电机相匹配；

8、步骤六、所述混合物料由所述双螺杆造粒机的所述挤出机头挤出，经所述履带式牵引机进行牵引、冷却后进入所述切粒机完成切粒，经检验后包装成成品。

9、作为优选的技术方案，在所述步骤二中添加有邻苯二甲酸二辛酯或白油，加入的所述邻苯二甲酸二辛酯或所述白油的质量为所述改性剂和所述抗氧剂质量总和的30～50％。

10、作为优选的技术方案，所述双螺杆造粒机的加料口～ⅴ区为加料塑化段，vi～xi区为熔融塑化段，xii～xiii区为计量挤出段，所述双螺杆造粒机在工作过程中的剪切强度呈前强后弱式，所述加料塑化段以物料的剪切、分散混合为主，所述熔融塑化段同时进行物料的剪切、分散与分布混合，所述计量挤出段采用正向输送组合螺纹元件逐渐压缩计量输送，且在vi区配设有涡旋真空泵进行脱灰排气，在xii区配设有螺杆真空泵进行脱灰排气。

11、作为优选的技术方案，所述加料塑化段利用正向输送螺纹元件、30°错列角的捏合块元件和45°错列角的捏合块元件配合，完成物料的分散混合，在所述45°错列角的捏合块元件出料侧辅以45°错列角的反向捏合块元件，增加物料的混合停留时间，且各捏合块元件的长度和不小于所述加料塑化段总长度的45％。

12、作为优选的技术方案，所述熔融塑化段利用正向输送螺纹元件、45°错列角的捏合块元件和60°错列角的捏合块元件的配合，完成物料的剪切、分散与分布混合，在所述60°错列角的捏合块元件出料侧辅以s型密炼转子，在所述s型密炼转子的出料侧辅以90°错列角的捏合块螺纹元件进行物料的流动平衡调整。

13、作为优选的技术方案，所述pla、所述其它生物基降解塑料、所述改性剂和所述抗氧剂的质量份配比为，

14、pla 10～60份、其它生物基降解塑料40～90份、改性剂0.2～0.35份、抗氧剂0.3～0.5份；

15、所述其它生物基降解塑料为pbat或pbs。

16、作为优选的技术方案，所述改性剂为含有能与羟基或羧基基团反应官能团的改性剂；

17、所述改性剂为2，2'-(1，3-亚苯基)双(2－噁唑啉)、噁唑啉官能化聚苯乙烯、双[4-(6-羟己基)硫苯基]硫醚、苯乙烯–甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。

18、作为对上述技术方案的改进，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅助抗氧剂按照1:1进行复配的混合组分，其中所述主抗氧剂为叔丁基-4-羟基茴香醚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的一种，所述辅助抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚、硫代二丙酸双月桂酯、硫代二丙酸双十八酯中的一种。

19、由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：在改性剂和抗氧剂的配合下，使pla与其它生物基降解材料的相容性获得极大地改善，有效地提高了共混材料的力学性能，并配以普通的双螺杆造粒机即可完成生产，成本相对低廉，有利于推广使用。

技术特征：

1.提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法，利用低速混料机、双螺杆造粒机、履带式牵引机和切粒机配合完成，所述双螺杆造粒机的长径比l/d≥56，且所述双螺杆造粒机在挤出机头与加料口之间形成有工作区i～xiii，其特征在于：包括以下步骤，

2.如权利要求1所述的提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法，其特征在于：在所述步骤二中添加有邻苯二甲酸二辛酯或白油，加入的所述邻苯二甲酸二辛酯或所述白油的质量为所述改性剂和所述抗氧剂质量总和的30～50％。

3.如权利要求1所述的提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法，其特征在于：所述双螺杆造粒机的加料口～ⅴ区为加料塑化段，vi～xi区为熔融塑化段，xii～xiii区为计量挤出段，所述双螺杆造粒机在工作过程中的剪切强度呈前强后弱式，所述加料塑化段以物料的剪切、分散混合为主，所述熔融塑化段同时进行物料的剪切、分散与分布混合，所述计量挤出段采用正向输送组合螺纹元件逐渐压缩计量输送，且在vi区配设有涡旋真空泵进行脱灰排气，在xii区配设有螺杆真空泵进行脱灰排气。

4.如权利要求3所述的提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法，其特征在于：所述加料塑化段利用正向输送螺纹元件、30°错列角的捏合块元件和45°错列角的捏合块元件配合，完成物料的分散混合，在所述45°错列角的捏合块元件出料侧辅以45°错列角的反向捏合块元件，增加物料的混合停留时间，且各捏合块元件的长度和不小于所述加料塑化段总长度的45％。

5.如权利要求3所述的提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法，其特征在于：所述熔融塑化段利用正向输送螺纹元件、45°错列角的捏合块元件和60°错列角的捏合块元件的配合，完成物料的剪切、分散与分布混合，在所述60°错列角的捏合块元件出料侧辅以s型密炼转子，在所述s型密炼转子的出料侧辅以90°错列角的捏合块螺纹元件进行物料的流动平衡调整。

6.如权利要求1所述的提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法，其特征在于：所述pla、所述其它生物基降解塑料、所述改性剂和所述抗氧剂的质量份配比为，

7.如权利要求6所述的提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法，其特征在于：所述改性剂为含有能与羟基或羧基基团反应官能团的改性剂；

8.如权利要求6所述的提高pla与其它生物基降解塑料相容性的方法，其特征在于：所述抗氧剂为主抗氧剂和辅助抗氧剂按照1:1进行复配的混合组分，其中所述主抗氧剂为叔丁基-4-羟基茴香醚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的一种，所述辅助抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚、硫代二丙酸双月桂酯、硫代二丙酸双十八酯中的一种。

技术总结
本发明公开了一种提高PLA与其它生物基降解塑料相容性的方法，包括以下质量份配比的组分，PLA 10～60份、其它生物基降解塑料40～90份、改性剂0.2～0.35份、抗氧剂0.3～0.5份，所述其它生物基降解塑料为PBAT或PBS，还公开了该共混材料的相容性提高方法；本发明在改性剂和抗氧剂的配合下，使PLA与生物基降解材料的相容性获得极大地改善，有效地提高了共混材料的力学性能，并配以普通的双螺杆造粒机即可完成生产，成本相对低廉，有利于推广使用。

技术研发人员：王敬熠,董泓才,王海荣,董广杰,杜华
受保护的技术使用者：巴斯特化工（湖北自贸区）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15