本发明涉及生物降解塑料领域，具体涉及一种生物降解塑料的制作方法。
背景技术：
1、塑料因其成本低、可塑性好等优点被广泛应用于各个领域。但是塑料的大量使用必然会产生大量的废弃物，大多数塑料都是从石油中提炼的，这些废弃物若得不到合理的处理，必会对自然环境造成严重的“白色污染”和石油资源短缺等问题。对以聚乳酸等具有良好可生物降解性的新型高分子材料为基体，而进行的一些生物可降解塑料的合成研究，具有现实意义。
2、聚乳酸又名聚丙交酯，是由乳酸单体经开环聚合制备而成，是一种半结晶型热塑性材料，在3d打印、包装盒或薄膜、医学等诸多领域得以应用。聚乳酸分子链中含有聚酯结构，在酸或碱作用下，酯基会发生水解，导致塑料的水解降解，对塑料的力学性能等产生不良影响。聚乳酸的耐热性、力学性能均较差，聚乳酸的抗菌性、疏水性也不佳，限制它被更广泛的使用。
3、因此需要合适的改性方法对聚乳酸基生物可降解塑料进行改性，以提高其性能，从而扩大其应用范围。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种生物降解塑料的制作方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、所述生物降解塑料，其制备包括如下步骤：
4、步骤s1：称取以下重量份原料：聚乳酸树脂100份、抗水解剂2-2.5份、增强剂10-15份、抗氧剂1-1.5份、增塑剂2-4份，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按照2.5：1的质量比例混合配制而成，增塑剂为柠檬酸三乙酯；
5、步骤s2：将步骤s1称取的原料依次加至高速混炼机中，在300-400r/min的转速下混合搅拌25-35min，得到混合料；
6、步骤s3：将所述混合料送入单螺杆挤出机中，在180-190℃下挤出造粒，制得生物降解塑料。
7、所述抗水解剂，其制备包括如下步骤：
8、步骤a1：在氮气氛围中，将2-(二甲氨基)-5-硝基苯甲醛、乙酸酐加入反应瓶中，开启回流搅拌，升温至150-170℃，再加入碳酸钾，恒温回流搅拌反应24-26h，萃取、旋蒸、干燥得到不饱和羧酸；将不饱和羧酸加入dmf中，搅拌下加入二氯亚砜，于50℃下回流搅拌反应4-5h，即得到酰氯产物；
9、进一步地，2-(二甲氨基)-5-硝基苯甲醛、乙酸酐、碳酸钾的用量比为0.1mo l：0.05-0.07mo l：0.005-0.008mo l；不饱和羧酸、dmf、二氯亚砜的用量比为0.1mo l：55-65ml：0.12-0.15mo l；
10、步骤a1反应过程中，2-(二甲氨基)-5-硝基苯甲醛的醛基与乙酸酐反应，生成含碳碳双键的羧酸即不饱和羧酸；不饱和羧酸的羧基与二氯亚砜反应生成酰氯产物；
11、步骤a2：将对硝基苯甲醇、吡啶、三乙胺和二甲基亚砜加入烧瓶中，得到混合液1；将酰氯产物加入二甲基亚砜中得到混合液2，在0℃冰水浴中，向混合液1中缓慢滴加混合液2，滴加完毕后，升温至40℃，恒温搅拌反应8-10h，而后升温至100-110℃，继续搅拌1-2h，减压蒸馏，即得到酯化产物；
12、进一步地，对硝基苯甲醇、吡啶、三乙胺和二甲基亚砜的用量比为0.1mo l：0.01-0.015mo l：0.1mo l：35-45ml；酰氯产物和二甲基亚砜的用量比为0.1mo l：65-75ml；混合液1和混合液2的用量比为40-50ml：70-80ml；
13、步骤a2反应过程中，酰氯产物与对硝基苯甲醇的醇羟基反应，生成含双硝基、叔胺基的酯化产物；
14、步骤a3：将酯化产物、乙醇置于烧瓶中，开启搅拌，而后加入1-氯戊烷，升温至50-60℃，恒温搅拌反应10-12h，旋蒸后用丙酮重结晶，抽滤，即得到季铵盐；将季铵盐、乙酸乙酯加入三口烧瓶中，升温至45-55℃，开启回流搅拌，然后加入连二亚硫酸钠，再回流搅拌反应1-1.5h，即得到二元芳香伯胺；
15、进一步地，酯化产物、乙醇、1-氯戊烷的用量比为0.1mo l：140-150ml：0.1mo l，乙醇的体积分数为95％；季铵盐、乙酸乙酯、连二亚硫酸钠的用量比为0.1mo l：150-160ml：0.2-0.25mo l；
16、步骤a3反应过程中，酯化产物中的叔胺与1-氯戊烷反应生成含双硝基的季铵盐；季铵盐中的硝基被还原成氨基，得到二元芳香伯胺；
17、步骤a4：向四口烧瓶中加入二甲苯，通入氮气，于75℃下分别加入二元芳香伯胺和三光气，加入完毕后，升温至125℃继续反应3.5h，即得二元异氰酸酯；向烧瓶中加入二元异氰酸酯，再加入3-甲基-1-苯基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物，通入氮气，搅拌下升温至165℃，恒温反应12h，即得到抗水解剂；
18、进一步地，二甲苯、二元芳香伯胺和三光气的用量比为220ml：0.1mo l：0.2mo l；二元异氰酸酯、3-甲基-1-苯基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物的用量比为0.1mo l：0.0030-0.0035mo l；
19、步骤a4反应过程中，二元芳香伯胺的氨基与三光气反应，生成氯酰胺，而后经加热脱氯化氢生成二元异氰酸酯；二元异氰酸酯经催化脱除二氧化碳，生成抗水解剂。
20、所述增强剂，其制备包括如下步骤：
21、步骤b1：在氮气氛围中，将4-乙酰苯基异氰酸酯、亚甲基三苯基膦加入无水四氢呋喃中，在40-50℃下回流搅拌反应3-4h，即得到烯基产物；
22、进一步地，4-乙酰苯基异氰酸酯、亚甲基三苯基膦和无水四氢呋喃的用量比为0.1mo l：0.1mo l：100-110ml；
23、步骤b1反应过程中，4-乙酰苯基异氰酸酯中的酮羰基与亚甲基三苯基膦发生叶立德反应，生成含异氰酸酯的烯基产物；
24、步骤b2：将超细滑石粉与甲苯加至三口烧瓶中，通入氮气并混合搅拌25-35min；而后将辛酸亚锡、烯基产物、甲苯加至烧杯中，搅拌15-25min得混合液；在35-45℃搅拌下将混合液缓慢滴加至所述三口烧瓶中，而后升温至50-60℃，继续搅拌反应2-3h，即得到改性滑石粉；
25、进一步地，超细滑石粉、甲苯、混合液的用量比为15-20g：60-80ml：160-170ml；辛酸亚锡、烯基产物、甲苯的用量比为4-6g：30-45g：115-125ml；
26、步骤b2反应过程中，烯基产物中的异氰酸酯与滑石粉表面的羟基等活性基团作用，生成含烯基的改性滑石粉；
27、步骤b3：将改性滑石粉加入二氯甲烷中，开启搅拌，再加入3-氯过氧苯甲酸，在室温下搅拌反应4-5h，即得环氧产物；在氮气氛围中，将脱氢松香酸和甲苯加入烧瓶中，升温至45℃，加入吡啶，开启搅拌，将环氧产物加至烧瓶中，搅拌反应8-10h，然后升温至110-120℃，搅拌1-2h，即得增强剂；
28、进一步地，改性滑石粉、二氯甲烷和3-氯过氧苯甲酸的用量比为22-27g：80-90ml：0.1mo l；脱氢松香酸、甲苯、吡啶与环氧产物的用量比为45-60g：120-130ml：0.010-0.015mo l：25-30g；
29、步骤b3反应过程中，改性滑石粉中的烯基被氧化成环氧基，得环氧产物；脱氢松香酸的羧基与环氧产物的环氧基开环反应，得到增强剂。
30、本发明的有益效果：本发明公开了一种生物降解塑料的制作方法，是由聚乳酸树脂、抗水解剂、增强剂、抗氧剂、增塑剂这些原料制备得到。所合成的抗水解剂，其分子中包括聚酯结构、聚季铵盐和聚合型碳化二亚胺结构；聚酯结构与聚乳酸主链结构相似，使抗水解剂在基体中的相容性增加，能更加均匀地分散；聚季铵盐通过其带正电荷的季铵阳离子与细菌细胞膜上的负电磷脂分子相互作用，通过静电吸附和渗透破坏细菌细胞膜，导致细胞裂解，从而快速、有效杀灭细菌，且不易产生耐药性，生物相容性好，能长久抑菌；聚合型碳化二亚胺的相对分子质量较高，相对于单体型碳化二亚胺具有更高的热稳定性和低使用量高性能的优点，使抗水解剂能稳定地发挥抗水解作用；添加所合成的抗水解剂，使生物降解塑料的抗水解性、抗菌性优异。
31、所合成的增强剂，其分子中包括滑石粉、酯基和脱氢松香基。增强剂中的滑石粉表面的羟基等活性基团参与反应而使得滑石粉的亲水疏油性得到改善，其与有机聚合物基体的分散相容性增强，更有助于提升塑料的耐热性和力学性能；酯基与聚乳酸分子链的结构相似，因此增强剂与基体的相容分散性进一步增强；脱氢松香酸是天然产物松香的衍生物中的一种，不仅生态友好、可持续和可生物降解，增强生物降解塑料的可生物降解性，而且由于其分子中的三环二萜结构，具有较强的疏水性，使生物降解塑料的防水性增强；因此添加所合成的增强剂，提升生物降解塑料的耐热性、力学性能和防水性。
1.一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：所述抗水解剂，其制备包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：步骤a1中，2-(二甲氨基)-5-硝基苯甲醛、乙酸酐、碳酸钾的用量比为0.1mol：0.05-0.07mol：0.005-0.008mol；不饱和羧酸、dmf、二氯亚砜的用量比为0.1mol：55-65ml：0.12-0.15mol。
4.根据权利要求2所述的一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：步骤a2中，对硝基苯甲醇、吡啶、三乙胺和二甲基亚砜的用量比为0.1mol：0.01-0.015mol：0.1mol：35-45ml；酰氯产物和二甲基亚砜的用量比为0.1mol：65-75ml；混合液1和混合液2的用量比为40-50ml：70-80ml。
5.根据权利要求2所述的一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：步骤a3中，酯化产物、乙醇、1-氯戊烷的用量比为0.1mol：140-150ml：0.1mol，乙醇的体积分数为95％；季铵盐、乙酸乙酯、连二亚硫酸钠的用量比为0.1mol：150-160ml：0.2-0.25mol。
6.根据权利要求2所述的一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：步骤a4中，二甲苯、二元芳香伯胺和三光气的用量比为220ml：0.1mol：0.2mol；二元异氰酸酯、3-甲基-1-苯基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物的用量比为0.1mol：0.0030-0.0035mol。
7.根据权利要求1所述的一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：所述增强剂，其制备包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：步骤b1中，4-乙酰苯基异氰酸酯、亚甲基三苯基膦和无水四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.1mol：100-110ml。
9.根据权利要求7所述的一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：步骤b2中，超细超细滑石粉、甲苯、混合液的用量比为15-20g：60-80ml：160-170ml；辛酸亚锡、烯基产物、甲苯的用量比为4-6g：30-45g：115-125ml。
10.根据权利要求7所述的一种生物降解塑料的制作方法，其特征在于：步骤b3中，改性滑石粉、二氯甲烷和3-氯过氧苯甲酸的用量比为22-27g：80-90ml：0.1mol；脱氢松香酸、甲苯、吡啶与环氧产物的用量比为45-60g：120-130ml：0.010-0.015mol：25-30g。
