一种改性PPCT生物基降解材料、制备方法及其应用与流程

本发明涉及降解材料，具体为一种改性ppct生物基降解材料、制备方法及其应用。

背景技术：

1、随着全球对碳中和与可持续发展的高度重视，开发以co2为原料的可降解高分子材料已成为前沿研究热点。聚碳酸亚丙酯（ppc）是一种由工业废气二氧化碳（co2）与环氧丙烷通过共聚反应制得的脂肪族聚碳酸酯，具有原料可再生、可完全生物降解等显著环保优势。然而，传统ppc存在分子量低、热稳定性差、韧性不足、加工困难等缺陷，严重限制了其在高性能材料领域的应用。

2、现有技术中，常通过与聚乳酸（pla）共混来改善ppc的性能，但二者相容性差，易导致力学性能下降、加工窗口窄。此外，采用普通催化剂制备的ppc分子量普遍较低（mn<80000），材料本征性能难以提升。因此，亟需开发一种新型的高性能ppc基复合材料，以解决其在实际应用中的性能瓶颈。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种改性ppct生物基降解材料、制备方法及其应用。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种改性ppct生物基降解材料的制备方法，包括以下制备步骤：

4、s1.利用改性dmc催化剂，在60-90℃、1-3mpa下催化二氧化碳与环氧丙烷反应5-6h，得到高分子量ppc（mn分子量≥100000）；

5、s2.按质量份计，将步骤s1得到的10-70份高分子量ppc、30-90份改性聚乳酸、2-5份ppc-g-mah相容剂、1-3份改性耐老化助剂混合，在双螺杆挤出机中，170-190℃下熔融共混造粒，最终得到改性ppct生物基降解材料；

6、改性dmc催化剂的制备包括以下步骤：

7、s11.按质量份计，将40-50份氯化锌、70-80份叔丁醇与180-200份去离子水混合，得到溶液a；将30-35份铁氰化钾与140-150份去离子水混合得到溶液b；

8、s12.在38-40℃、750-800r/min的搅拌转速下，将溶液b缓慢加入溶液a中，滴加时间为40-45min，再加入2-3份纳米二氧化硅、0.6-0.8份硝酸铈和6-8份聚乙二醇400，升温至58-60℃，搅拌老化1-2h；

9、s13.将步骤s12得到的老化后的混料进行离心过滤得到沉淀，用叔丁醇水溶液清洗3-4次，在48-50℃下干燥10-12h后于氮气气氛下活化5-6h，得到改性dmc催化剂。

10、优选的，改性聚乳酸的制备包括以下步骤：

11、s21.按质量份计，将88-94份聚乳酸（牌号4032d）和5-8份pbat在60℃下真空干燥7-8h；

12、s22.将干燥后的聚乳酸和pbat与0.2-0.3份硬脂酸锌在高速混合机混合，再投入双螺杆挤出机主喂料口，同时在侧线注入0.5-1份多环氧基扩链剂（巴斯夫joncryl adr4468）和0.3-0.5份亚磷酸三苯酯；

13、s23.将步骤s22的挤出产物经风干造粒，干燥除湿3-4h，得到改性聚乳酸。

14、优选的，改性耐老化助剂的制备包括以下步骤：

15、s31.按质量份计，将1-1.5份抗氧剂1010、1-1.5份抗氧剂168、0.8-1份紫外线吸收剂uv-329和0.6-0.8份受阻胺光稳定剂（hals）投入带有加热夹套的捏合机中，升温至115-125℃，搅拌均匀得到熔融液；

16、s32.将预热的微晶纤维素（mcc）缓慢加入步骤s31得到的熔融液中，搅拌均匀后冷却至室温，加入0.3-0.5份硬脂酸钙，经研磨过200目筛得到改性耐老化助剂。

17、优选的，步骤s2中双螺杆挤出机的螺杆转速为100-300r/min。

18、优选的，步骤s12中的搅拌转速为300-400r/min。

19、优选的，步骤s13中活化温度为145-150℃。

20、优选的，步骤s22中双螺杆挤出机的温度为160-178℃。

21、优选的，步骤s23中干燥除湿的温度为70℃。

22、一种改性ppct生物基降解材料，由上述制备方法制备得到。

23、一种改性ppct生物基降解材料在可降解购物袋和可降解农用地膜方面的应用：

24、将得到的改性ppct生物基降解材料通过吹膜工艺加工成厚度为30μm的薄膜。该薄膜具有良好的力学强度和柔韧性，可直接用于热合制袋。制得的购物袋承重能力强（可承载5kg物品），手感接近传统pe塑料袋，且在自然环境中可被微生物完全降解。

25、将得到的改性ppct生物基降解材料与少量淀粉、纤维素等天然填料共混，通过流延或吹塑工艺制得厚度为15-20μm的农用地膜。该地膜具有良好的透光性、保温性和机械强度，能满足作物生长需求。在作物收获后，地膜可随秸秆一同翻入土壤，在60天内开始降解，90-120天内完全降解为co2和h2o，避免了传统地膜造成的“白色污染”和土壤板结问题。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、本发明通过改性dmc催化剂增大了催化活性位点的分散度，提高催化活性和ppc的分子量及结构规整性，解决了传统ppc热稳定性差、力学强度不足的缺陷，改性聚乳酸与改性耐老化助剂的协同作用显著提升了ppc与pla的界面结合力，有效避免了传统共混体系因相容性差导致的应力发白和性能衰减问题，同时从源头决定了推进降解的化学结构，有效解决了传统地膜造成的“白色污染”和土壤板结问题。

1.一种改性ppct生物基降解材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

2.根据权利要求1所述的一种改性ppct生物基降解材料的制备方法，其特征在于，所述改性聚乳酸的制备包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种改性ppct生物基降解材料的制备方法，其特征在于，所述改性耐老化助剂的制备包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种改性ppct生物基降解材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中双螺杆挤出机的螺杆转速为100-300r/min。

5.根据权利要求1所述的一种改性ppct生物基降解材料的制备方法，其特征在于，步骤s12中的搅拌转速为300-400r/min。

6.根据权利要求1所述的一种改性ppct生物基降解材料的制备方法，其特征在于，步骤s13中活化温度为145-150℃。

7.根据权利要求2所述的一种改性ppct生物基降解材料的制备方法，其特征在于，步骤s22中双螺杆挤出机的温度为160-178℃。

8.根据权利要求2所述的一种改性ppct生物基降解材料的制备方法，其特征在于，步骤s23中干燥除湿的温度为70℃。

9.一种改性ppct生物基降解材料，其特征在于，由上述权利要求1-8任意一项所述制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的一种改性ppct生物基降解材料在可降解购物袋和可降解农用地膜方面的应用。