本發明涉及可降解塑料，尤其涉及一種生物基可降解塑料及其制備方法。
背景技術：
1、塑料是人類生活中不可或缺的一類合成高分子材料，然而由于塑料的不可降解性以及高額的回收成本，目前僅約9％的塑料可被回收利用。目前全世界塑料年產量巨大，而大量的廢棄塑料作為垃圾被埋在地下，無疑給環境帶來了極大的危害。
2、同時，普通塑料大多由石化原料制得，塑料的膨脹式應用，使石油被急速開采而被利用來生產塑料，直接影響能源的不可持續發展。而生物來源的生物基塑料、生物分解塑料應運而生，可解決材料的可持續發展問題，生物基塑料是解決塑料廢棄物對環境污染的有效途徑。
3、目前，最常見的生物質基熱塑性聚合物為聚乳酸、聚己內酯和聚羥基脂肪酸酯等。其中聚乳酸以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，其主要通過乳酸共聚進行合成，在土壤中可以完全降解為水和二氧化碳，符合綠色環保的要求，對環境造成的破壞較小，具有廣闊的運用前景。聚乳酸的生產過程無污染，而且產品可以生物降解，實現在自然界中的循環，因此是理想的綠色生物質基熱塑性聚合物。
4、由于聚乳酸整體結構緊密，在分子間的偶極作用力下，聚乳酸分子長鏈一般具有較為規整的排列結構，因此水不容易滲入到組織內部，使水解過程發生較慢，因此其在土壤中實際降解速度較慢，一般需要兩到三年的時間才能完成降解過程，同時尺寸穩定性差，本身材質脆，加工熱穩定性差等，限制了其作為工程塑料的應用。
5、而纖維素作為自然界中儲量最多的天然高分子，不僅具有可再生性，而且可完全生物降解。然而纖維素鏈之間極強的氫鍵結合作用使其不僅很難被溶解，而且無法進行熱成形加工，同時聚乳酸和纖維素的合成工藝復雜、成本高，
6、如何對聚乳酸樹脂進行增強，特別是采用纖維素進行增強，成為本行業的一個新的研究課題。
技術實現思路
1、本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種生物基可降解塑料及其制備方法。
2、一種生物基可降解塑料制備方法，包括如下步驟：
3、s1、將聚乳酸加入二氯甲烷中，40-50℃攪拌至體系呈透明狀態，靜置去除氣泡，逐滴加入活化纖維素分散液中攪拌1-2h，加入氧化石墨烯、乙二醛溶液繼續攪拌10-20min，調節體系呈酸性，冰水浴攪拌1-2h，升溫至100-110℃，劇烈攪拌5-15min，降至室溫，真空冷凍干燥，粉碎得到活化聚乳酸；
4、s2、將蒙脫土加入鹽酸中，加入連二亞硫酸鈉攪拌10-20h，過濾，洗滌后加入鈦酸丁酯，球磨1-2h，加入水繼續研磨1-2h，脫水干燥，降溫，粉碎得到活化蒙脫土；
5、s3、將聚苯乙烯、聚酰胺、相容劑、抗氧劑與活化聚乳酸攪拌1-5min，攪拌溫度為150-170℃，降溫至120-130℃，加入活化蒙脫土攪拌1-2min，得到預混料；
6、s4、將預混料擠出造粒，將粒料進行熱壓，先170-200℃預熱5-10min，放氣1-10次，接著5-10mpa保壓1-5min，得到生物基可降解塑料。
7、優選地，s1中，聚乳酸、活化纖維素分散液、氧化石墨烯、乙二醛溶液的質量比為30-60：200-500：1-5：1-2，活化纖維素分散液的固含量為1-2％，乙二醛溶液的濃度為1-2mol/l。
8、優選地，s1中，聚乳酸為生物基乳酸經聚合反應得到，聚乳酸的熔點為160-170℃，熔融指數(mfr，2.16kg，190℃)≤10g/10min。
9、優選地，s1中，活化纖維素采用如下步驟制取：將廢棄玉米秸稈粉碎，加入氫氧化鈉溶液中室溫浸泡10-30h，升溫至40-60℃攪拌1-5h，過濾，洗滌，干燥，加入鹽酸中，煮沸后回流攪拌1-5h，過濾，濾渣洗滌呈中性，凍干得到活化纖維素。
10、更優選地，氫氧化鈉溶液的濃度為1-2mol/l，鹽酸的濃度為1-2.5mol/l。
11、更優選地，所得活化纖維素的聚合度為210-250，結晶度為81.3-84.5％，粒度≤50μm。
12、優選地，s2中，蒙脫土、連二亞硫酸鈉、鈦酸丁酯的質量比為2-10：0.1-1：1-3。
13、優選地，s3中，聚苯乙烯、聚酰胺、相容劑、抗氧劑、活化聚乳酸、活化蒙脫土的質量比為1-15：15-25：1-3：1-3：35-70：2-12。
14、優選地，s3中，相容劑為馬來酸酐接枝相容劑。
15、優選地，s3中，抗氧劑為抗氧劑bht、抗氧劑dnp、抗氧劑dltp、抗氧劑tnp、抗氧劑tpp、抗氧劑1010中至少一種。
16、優選地，s4中，采用雙螺桿擠出機進行擠出造粒，雙螺桿擠出機的喂料段溫度140-160℃，壓縮段溫度180-200℃，計量段溫度190-210℃，機頭溫度200-220℃，螺桿轉速60-100r/min。
17、一種生物基可降解塑料，采用上述生物基可降解塑料制備方法制得。
18、本發明的技術效果如下所示：
19、本申請以聚乳酸為基體，在氧化石墨烯的配合下，活化纖維素在體系中呈混懸狀態且分散均勻，采用乙二醛交聯，聚乳酸與活化纖維素上的羥基進行縮醛反應，活化纖維素依賴其表面羥基之間的范德華力和氫鍵作用能在體系中形成網狀結構，又在乙二醛交聯后進而形成多重網絡結構；而聚乳酸作為長鏈高分子，高溫環境中與活化纖維素發生酯化反應形成三維立體結構，結構變得更加穩定，強度高，但由于大量的親水羥基變為疏水基團，親水性大大降低。
20、氧化石墨烯由于其從薄片邊緣到中央呈現親水至疏水的分布，因此不僅可促使活化纖維素在體系中均勻分布，而且高度分散的氧化石墨烯在高溫環境中，其上的羧基可反應結合在上述立體網絡結構中，既大大提高了親水性，又在塑料降解后其規整片層結構快速促使水分子擴散；而氧化石墨烯還能有效避免高溫過程中熱應力集中的現象，并可快速促使體系溫度均一，有效減少活化聚乳酸出現孔洞結構。
21、本申請通過將鈦酸丁酯插入層狀蒙脫土的結構層中，然后水解生成氫氧化鈦，經300-350℃煅燒，在蒙脫土片層內生成納米二氧化鈦顆粒，不僅使納米二氧化鈦與蒙脫土片層的結合程度極高，而且具有更高的化學活性。
22、而活化聚乳酸與聚苯乙烯、聚酰胺復配，經過高溫處理，分子鏈相互糾纏，一方面有利于改善共混物間的熔體強度，增加其力學強度，另一方面其與活化蒙脫土復配，活化蒙脫土不僅比表面積大，親水性優良，而且含有極性羥基并與活化聚乳酸相互作用形成氫鍵，而二氧化鈦在活化蒙脫土片層中結合強度高，催化活性高，在降解過程中納米二氧化鈦不易游離以持續保持極好的催化活性。
23、本發明直接以來源廣泛的纖維素生物質資源為原料，不僅可熱加工，而且所得生物塑料也具有更高的拉伸強度和楊氏模量，廢棄后易降解。
1.一種生物基可降解塑料制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述生物基可降解塑料制備方法，其特征在于，s1中，聚乳酸、活化纖維素分散液、氧化石墨烯、乙二醛溶液的質量比為30-60：200-500：1-5：1-2，活化纖維素分散液的固含量為1-2％，乙二醛溶液的濃度為1-2mol/l。
3.根據權利要求1所述生物基可降解塑料制備方法，其特征在于，s1中，聚乳酸為生物基乳酸經聚合反應得到，聚乳酸的熔點為160-170℃，熔融指數≤10g/10min。
4.根據權利要求1所述生物基可降解塑料制備方法，其特征在于，s1中，活化纖維素采用如下步驟制取：將廢棄玉米秸稈粉碎，加入氫氧化鈉溶液中室溫浸泡10-30h，升溫至40-60℃攪拌1-5h，過濾，洗滌，干燥，加入鹽酸中，煮沸后回流攪拌1-5h，過濾，濾渣洗滌呈中性，凍干得到活化纖維素。
5.根據權利要求4所述生物基可降解塑料制備方法，其特征在于，氫氧化鈉溶液的濃度為1-2mol/l，鹽酸的濃度為1-2.5mol/l。
6.根據權利要求4所述生物基可降解塑料制備方法，其特征在于，所得活化纖維素的聚合度為210-250，結晶度為81.3-84.5％，粒度≤50μm。
7.根據權利要求1所述生物基可降解塑料制備方法，其特征在于，s2中，蒙脫土、連二亞硫酸鈉、鈦酸丁酯的質量比為2-10：0.1-1：1-3。
8.根據權利要求1所述生物基可降解塑料制備方法，其特征在于，s3中，聚苯乙烯、聚酰胺、相容劑、抗氧劑、活化聚乳酸、活化蒙脫土的質量比為1-15：15-25：1-3：1-3：35-70：2-12。
9.根據權利要求1所述生物基可降解塑料制備方法，其特征在于，s4中，采用雙螺桿擠出機進行擠出造粒，雙螺桿擠出機的喂料段溫度140-160℃，壓縮段溫度180-200℃，計量段溫度190-210℃，機頭溫度200-220℃，螺桿轉速60-100r/min。
10.一種生物基可降解塑料，其特征在于，采用權利要求1-9任一項所述生物基可降解塑料制備方法制得。