PBSA/热塑性淀粉/聚乳酸PLA复合材料的制备方法

生物降解材料研究院报道，PBSA是一种半结晶状态的热塑性共聚酯，加工性能良好，但价格过高，限制了在市场上的应用，因此可以使用价格较为低廉、可降解的TPS与PBSA共混，或引入PLA完成PBSA/TPS/PBSA复合材料基础配方，以形成力学性能优异且具有成本优势完全生物降解材料，同时在市场上具有广泛的应用价值。

淀粉广泛的分布于水果或植物果实、根蒂或叶片当中。全世界每年有高达数亿吨的淀粉产量，是众多可再生且可生物降解的资源当中的一种，有着来源广泛、价格低廉的优势。目前，总降解塑料产量中的2/3以上的产品都是淀粉类可生物降解塑料。

淀粉的基本结构单元是吡喃葡萄糖，按淀粉结构特点可以分为直链淀粉和支链淀粉。

支链淀粉结构

直链淀粉结构

天然淀粉因具有微晶结构及粒状结构，不具有热塑加工性能。在外力、热和增塑剂协同作用下原有的结晶结构被破坏，淀粉就具有热塑加工性能。这类淀粉又称为热塑性淀粉，热塑性淀粉加工温度在105℃~190℃之间。

目前我国制备热塑性淀粉工艺路线大致有一下几种：

1.淀粉与增塑剂共挤出而成；

2.活性淀粉与可降解聚合物的复合；

3.通过接枝技术制备热塑性淀粉；

4.醚化改性淀粉并在骨架材料（如纤维素等）和增塑剂复合。

TPS的制备

在120℃烘箱内将玉米淀粉干燥5小时，确保水份在1%以内，然后按照100:20的质量比将玉米淀粉和甘油在高速混合机里混合，混合均匀后送入长径比为36：1的同向双螺杆挤出机中，以冷切方式造粒。从下料口开始到挤出机头结束的挤出机的各段螺筒温度设定为：80℃、110℃、130℃、130℃、130℃、130℃、120℃。螺杆转速为200r/min，喂料速度为50Kg/h，得到TPS，待用。

PBSA/TPS制备

将PBSA用80℃干燥5小时，在高速混合机中，同制备所得TPS分别以0/100，10/90,30/70、50/50的质量比高速混合，混合均匀后送入长径比为36:1的挤出机中，在130℃～150℃之间的加工温度下进行挤出造粒，制备得到不同TPS质量分数的PBSA/TPS复合材料。

TPS制备方法同上

TPS/PLA制备

在80℃烘箱中将PLA烘干5小时，确保水分小于600ppm,再高速混合机里同制得TPS按照配方表所示比例混合，混合均匀后送入长径比为36:1的挤出机中，从下料口开始挤出机头结束的挤出机的各段螺筒温度设定为130℃、150℃、150℃、160℃、165℃、160℃、155℃。螺杆转速为200r/min，喂料速度为50Kg/h，制备得TPS/PLA的复合材料颗粒。

在80℃烘箱中将PBSA和PLA分别烘干5小时，确保水分小于600ppm,TPS的用量固定为30%，调整PLA与PBSA的用量。按下图配方比例分别在高速混合机里混合，混合均匀后送入长径比为36:1的挤出机中，从下料口开始挤出机头结束的挤出机的各段螺筒温度设定为130℃、140℃、140℃、150℃、150℃、140℃、130℃。螺杆转速为200r/min，喂料速度为50Kg/h，制备得PBSA/TPS/PLA的复合材料颗粒。

来源 ：

华南理工大学 钟宇科：丁二酸丁二醇酯—己二酸丁二醇酯共聚物/热塑性淀粉/聚乳酸复合材料的制备与性能研究