[發明專利]一種全生物降解塑料薄膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200910214402.0
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN101792591A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 劉保華;張敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州化學研究所
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L3/02;C08K13/02;B29C55/28;B29B9/00;B29C47/92
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明屬于全生物降解塑料薄膜及其制備技術領域，具體涉及一種以聚碳酸亞乙酯聚氨酯為主要成分的全生物降解塑料薄膜及其制備方法。

背景技術

上世紀80年代末期，塑料購物袋、垃圾袋、農用薄膜等開始在國內大肆使用，興起一場“白色革命”，然而，由于國內沒有建立起完善的垃圾分類和回收利用制度，這些塑料袋廢棄后造成嚴重的白色污染，使用后在農田中累積，影響到植物的生長和機耕作業，隨風飛揚的塑料殘膜不僅影響景觀，還造成牲畜誤食導致死亡。“白色革命”轉化成了“白色污染”。為解決這些問題，國內外的科研工作者開始進行生物降解塑料薄膜的開發。在近幾年，國內市場上也出現了不少可生物降解塑料薄膜，然而，大部分這些可生物降解塑料薄膜是采用通用塑料如聚乙烯、聚丙烯等為基體，通過與一些生物降解原料如淀粉等復合制備，如按照CN1049671等公開的技術制備。這些薄膜廢棄后，在微生物作用下，淀粉等生物降解組分發生降解，聚乙烯、聚丙烯等骨架不發生降解，最終變成細微的網狀結構。這種細微的網狀聚乙烯、聚丙烯等對生態的影響十分大，有研究表明，其不僅影響農作物的生長，使得農作物大幅度減產，而且還能夠通過農作物進入人體，給人體造成潛在的威脅。

近期，全生物降解塑料薄膜的研制受到廣泛的關注，如CN101235156公布了一種以聚乳酸為基體的全生物降解塑料薄膜及其制備方法。然而由于聚乳酸玻璃化溫度低、常溫下也比較脆，產品的韌性差、抗撕裂強度低，產品的使用溫度也受到較大限制。CN200810051415.6公布了一種以聚碳酸亞丙酯為基的全生物降解塑料薄膜及其制備方法，聚碳酸亞丙酯的柔韌性和抗撕裂強度高，但是玻璃化溫度比聚乳酸還低，只有35-40℃，所制備的全生物降解塑料薄膜只能用于低溫場所。CN1709969A公布了一種聚對二氧環己酮為基體的全生物降解塑料薄膜及其制備方法，然而，由于聚對二氧環己酮的生產成本高，該塑料薄膜的規模應用受到限制。

聚碳酸亞乙酯是一種具有優良生物降解性和生物相容性的全生物降解材料，在自然環境中能夠迅速降解(Nishidah，Tokiway.Chem.Lett.，1994(3)：421-422，方興高，化學世界，1993(8)：365-368)，然而，該材料和聚碳酸亞丙酯一樣，其玻璃化轉變溫度低，直接用其制備的全生物降解塑料薄膜應用范圍有限。

本發明人一直致力于以二氧化碳為原料，合成聚碳酸亞乙酯以及聚碳酸亞乙酯的應用研究；通過研究發現，二氧化碳/環氧乙烷可共聚制備分子量在2000左右的聚碳酸亞乙酯二醇，以該二醇為基，可制備具有較高韌性及玻璃化轉變溫度的聚氨酯材料，避開了聚碳酸亞乙酯玻璃化溫度低造成的應用限制。研究還表明，該聚氨酯材料仍然具有十分優良的生物降解性能，是一種具有良好市場前景的全生物降解材料。申請人在CN1400229A專利中公布了一種全生物降解泡沫塑料的合成和應用的技術，在CN1865311A專利中公布了一種全生物降解聚碳酸亞乙酯聚氨酯及其制備技術。在研究成果的基礎上，在科技部、國家發改委、江蘇省科技廳的資助下，本發明人還于07年底在江蘇成了2萬噸/年的聚碳酸亞乙酯二醇的生產線，實現了產銷平衡，在全球率先實現了二氧化碳基聚合物的規模化生產及應用。

發明內容

為了解決上述現有技術的不足之處，本發明的首要目的在于提供一種以聚碳酸亞乙酯聚氨酯為基的全生物降解塑料薄膜。

本發明的又一目的在于提供一種上述全生物降解塑料薄膜的制備方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種以聚碳酸亞乙酯聚氨酯為基的全生物降解塑料薄膜，該材料由以下按重量份數計的組分組成：

聚碳酸亞乙酯聚氨酯????20～90份

熱塑性淀粉????????????1～50份

相容改性劑????????????5～10份

納米無機增強劑????????3～5份

復合增塑劑????????????2～20份

潤滑劑????????????????10～30份。

相容改性劑、納米無機增強劑、復合增塑劑和潤滑劑為輔助助劑。

所述熱塑性淀粉是通過改性或增塑處理的玉米淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉、小麥淀粉、魔芋淀粉和芭蕉芋淀粉中的一種以上。

所述相容改性劑為不飽和羧酸與脂肪族聚酯的接枝共聚物、不飽和酸酐與脂肪族聚酯的接枝共聚物、不飽和羧酸或不飽和酸酐；所述不飽和羧酸的碳原子數為12～20。