一种采用常温发泡技术制备发泡聚乳酸的方法

一种采用常温发泡技术制备发泡聚乳酸的方法

技术领域

本发明涉及一种新型环保可降解、质轻、低密度、高强度、高柔韧度的聚乳酸材料的制备方法。

背景技术

在众多污染中，塑料污染尤为突出。一次性塑料用品的使用、各种生活用具的包装、以及其他用塑料制备的用品老化后材料的处理是一项难题，而这些材料基本上都是不可降解的。塑料污染主要有两个特点。一是不能被降解为无害物，二是仅需微量的塑料制品就可以产生足够的影响。常见的处理这种塑料材料的方法有焚烧法和掩埋法等。但是这些处理耗费一定量的人力和物力的同时还对环境造成不可逆的影响，如果可以寻一种无污染替代材料会是一个很不错的方法。随着人类环保意识的提高可科技的发展，一种以淀粉为原材料的聚乳酸产生了，这为新型环保的生活用品提供了可能，那么如何应用是我们需要思考的问题。

塑料产品作为20世纪发展中一个的产物，已经变为人们生活中不可缺少的用品，大到各种家具的包装镶嵌里面使用的，小到一个购物袋，它出现在我们生活的方方面面。日消耗量的增加也给处理带来了一定的负担，而有的塑料制品使用不当会释放出一种对人体有害的物质，但是一聚乳酸发泡原料制备的产品则取代塑料制品的同还是还省去了常规聚乳酸制品替代的成本。同时采用聚乳酸为主要原料，一方面，由于其来源广泛成本低，另一方面，可以在短时间内降解为CO2和H2O，达到环保的目的。

所以，相较于其他塑料的一些替代品，发泡聚乳酸制备的产品有以下优点：

(1)淀粉来源广泛，储备量或者说年产量十分可观，以至于十分廉价，成本较低。用淀粉制备的发泡聚乳酸，不会造成二次污染，所以用量不需十分严格的控制。

(2)制备工艺简单，可操作性强。

(3)随着大众环保意识的提高，作为环保产品更易被大众接受和喜爱。

(4)应用广泛，适应新强。

然而，现有以传统塑料为主要原材料的产品，对环境污染大，且报废处理过程难操作，达不到完全处理的要求和环保的目的。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种以乙醇为主要液体环境，聚乳酸的二氯甲烷溶液为主要成分，制备发泡聚乳酸的方法，原材料来源广、成本低、制作方法易操作。且该制备方法工艺简单，反应时间短，节约能源，具有良好的经济和社会效益。

一种可降解发泡的聚乳酸洁净材料的制备，制备方法包括以下步骤：

1、将购买来的聚乳酸放置于烘干箱里面除水24h以上；2、取出聚乳酸颗粒以一定的比例(1∶10、1∶15、1∶20、1∶30)溶解于溶剂中；3、取出一只洁净的蒸发皿用于实验；4、将用作液体环境的溶液放置于蒸发皿中；5、室温下将溶解好的聚乳酸溶液缓慢倒入乙醇中； 6、等待2分钟取出样品、室温干燥，测试；7、无水乙醇回收。

与现在的技术相比，本发明的优点和技术效果如下：

本发明利用溶剂法溶解聚乳酸颗粒，对原材料处理最合适的条件要求是超声下20分钟，溶解。溶解整体要求室温。以溶剂法制备发泡聚乳酸，操作简单，节省药品，且同时以聚乳酸为基底，整体韧性良好，制备过程简单，成本低廉，绿环保，易于推广。

本项工作的优势在于：

对聚乳酸基底进行等溶剂溶解处理。

采用溶剂取代传统的加热融化，省去了高温再浇铸加工的麻烦。

产品密度小、孔径小、质轻、生物性能好。

对材料改性后，还可具有温控形状记忆功能，可以感知周边温度的的变化改变自身形状，进而达到多功能使用的目的。

本发明的技术效果如下：

本发明提供了溶剂法制备发泡聚乳酸材料的制备方法。

第一阶段先处理聚乳酸颗粒，第二阶段则是采用溶液悬铺法模型制备材料。

本发明制备的以聚乳酸为主要原材料，韧性良好，制备过程简单，成本低廉，绿环保，易于推广。

附图说明

图1为聚乳酸与溶剂比为1∶10时的扫描电子显微镜图，放大倍数为200倍；图2为聚乳酸与溶剂比为1∶15时的扫描电子显微镜图，放大倍数为200倍；图3为聚乳酸与溶剂比为1∶ 20时的扫描电子显微镜图，放大倍数为200倍；图4为聚乳酸与溶剂比为1∶30时的扫描电子显微镜图，放大倍数为200倍。

具体实施方案

以下所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

实施例1

1、将购买来的聚乳酸放置于烘干箱里面除水24h以上；2、取出聚乳酸颗粒以一定的比 1∶10的比例溶解于溶剂中；3、取出一只洁净的蒸发皿用于实验；4、将用作液体环境的溶液放置于蒸发皿中；5、室温下将溶解好的聚乳酸溶液缓慢倒入乙醇中；6、等待2分钟取出样品、室温干燥，测试；7、无水乙醇回收。

实施例2

1、将购买来的聚乳酸放置于烘干箱里面除水24h以上；2、取出聚乳酸颗粒以一定的比 1∶15的比例溶解于溶剂中；3、取出一只洁净的蒸发皿用于实验；4、将用作液体环境的溶液放置于蒸发皿中；5、室温下将溶解好的聚乳酸溶液缓慢倒入乙醇中；6、等待2分钟取出样品、室温干燥，测试；7、无水乙醇回收。

实施例3

1、将购买来的聚乳酸放置于烘干箱里面除水24h以上；2、取出聚乳酸颗粒以一定的比 1∶20的比例溶解于溶剂中；3、取出一只洁净的蒸发皿用于实验；4、将用作液体环境的溶液放置于蒸发皿中；5、室温下将溶解好的聚乳酸溶液缓慢倒入乙醇中；6、等待2分钟取出样品、室温干燥，测试；7、无水乙醇回收。

实施例4

1、将购买来的聚乳酸放置于烘干箱里面除水24h以上；2、取出聚乳酸颗粒以一定的比 1∶30的比例溶解于溶剂中；3、取出一只洁净的蒸发皿用于实验；4、将用作液体环境的溶液放置于蒸发皿中；5、室温下将溶解好的聚乳酸溶液缓慢倒入乙醇中；6、等待2分钟取出样品、室温干燥，测试；7、无水乙醇回收。

对于以上实施例制备得到的超级电容器样品进行性能测试，结果如下表：

表1可降解发泡的聚乳酸洁净材料的基本性能

名称 水溶性 密度 伸长率 孔径(μm) 环保性 实施例1 不溶 0.420 6.58％ 16.7 环保 实施例2 不溶 0.308 21.12％ 25.0 环保 实施例3 不溶 0.251 18.53％ 33.3 环保 实施例4 不溶 0.203 9.08％ 41.7 环保

从以上结果可以看出，本发明提供的制备方法成功的由环保的聚乳酸材料出发对其形貌进行改变，采用溶剂法与悬浮铺膜法制备的新型、环保、质轻且实用的发泡聚乳酸材料，通过SEM图翔我们可以直观的看到材料的泡孔密度及孔径大小。另外在在实施例2、3中，两种材料的断裂伸长率都达到了18％以上，相较于传统的聚乳酸材料更加柔韧。通过熔点可以看到实施例中的四种材料比传统的聚乳酸材料更耐高温。在本发明开发过程研究人员发现，本发明中溶剂与聚乳酸的质量比对产品的性能影响显著，也是改进其适用于不同用途的材料的关键。

综上所述，本发明提供的制备方法得到的新型、环保、质轻且实用的发泡聚乳酸材料，制作工艺简单，反应时间短，具有良好的柔韧性且耐高温，扩大了其应用范围，并提升了经济效益。