[發(fā)明專利]一次性使用可控完全降解塑料包裝袋及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110354440.3
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102504345A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊建軍;侯世榮;郭剛
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏綠環(huán)生物降解制品開發(fā)有限公司;四川大學(xué)
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L29/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/22;C08K5/11;B65D30/02;B65D65/46;B29C49/04;B29B9/12;B29B7/00
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 唐麗蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于塑料包裝袋及其制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種一次性使用可控完全降解塑料包裝袋及其制備方法。

背景技術(shù)

目前常用的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)塑料包裝袋由于質(zhì)量輕、價格低廉、使用便捷等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。但是它在豐富和方便人民生活的同時，由于其主要成分在自然環(huán)境中難以分解，因而造成了嚴(yán)重的“白色污染”問題。隨著社會的可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問題已經(jīng)被各國政府提高到了發(fā)展戰(zhàn)略的高度，而研究和開發(fā)可完全生物降解塑料是解決塑料包裝袋廢棄物帶來的“白色污染”問題的重要途徑。

聚乙烯醇(PVA)因具有多羥基、強(qiáng)氫鍵等特點，被賦予很多優(yōu)異的性能；同時它還可通過非石油化工路線合成的，故而在石油資源日益枯竭的背景下，這種材料更具有重要的應(yīng)用價值。根據(jù)專家預(yù)測，未來幾年全球PVA薄膜產(chǎn)量的年平均增長率將達(dá)到8～10％。與其它薄膜相比，PVA薄膜不僅具有高透明性、耐油性、氣體高隔阻性和不同程度的水溶性，更為重要的是，PVA在濕環(huán)境中有細(xì)菌存在的條件下6個月內(nèi)可以完全分解成水和CO₂，是完全生物降解材料(Corti?A，Solaro?R，Chiellini?E.Biodegradation?of?poly(vinylalcohol)in?selected?mixed?microbial?culture?and?relevant?culture?filtrate[J]Polymer?Degradation?Stability，2002，75(2)：447-458.)。但是PVA的降解對降解環(huán)境要求較高，使降解速度還是顯得相對較慢，且無法人為控制。不僅如此，還由于PVA樹脂的熔點相對較高，一般在210～280℃，而其的熱降解溫度又較低，即在170℃左右PVA就會開始脫水醚化，繼續(xù)升溫則會逐漸變色熱降解，因而PVA的這種性質(zhì)使得其難以進(jìn)行熔融加工。為了解決PVA樹脂熔點高于其熱降解溫度的問題，現(xiàn)有技術(shù)一般是通過添加增塑劑來降低其熔點。如JP77110782就公開了在PVA薄膜成分中添加含量大于40％的水作為增塑劑來降低PVA的熔點，使其在低于熱分解溫度的條件下實現(xiàn)吹塑成膜。但是由于該體系中存在大量的水，導(dǎo)致擠出的樹脂容易起泡，薄膜無法均勻成型。而CN?1368515A則選擇了一種可聚合的酰胺類單體作為補(bǔ)充增塑劑(添加量為0-5份)，以控制樹脂中的水分多以結(jié)合態(tài)存在，從而有效降低了PVA樹脂的加工溫度，但是這種酰胺類單體增塑劑有一定的毒性，不適宜接觸食品和環(huán)保產(chǎn)品，并且其中還需同時添加有高達(dá)25重量份的小分子增塑劑。眾所周知，大量添加增塑劑往往會降低薄膜的力學(xué)性能，而且這類薄膜在放置一段時間后，增塑劑會在薄膜表面析出，這些析出的化學(xué)試劑不可避免會污染被包裝物。

淀粉是一種天然可再生材料，其資源豐富、價格低廉，且容易受到微生物侵蝕，最后代謝為水和二氧化碳，因而具有優(yōu)良的生物降解性能，適用于作為生物降解材料的原料成分。而以其所形成的淀粉基降解塑料是目前最有發(fā)展前景的一類可降解塑料，它在包裝領(lǐng)域中顯示出巨大的發(fā)展前景。Maddever研究后提出，淀粉基聚合物的降解包括兩個過程：一方面，淀粉被微生物侵蝕，逐漸降解消失，并在聚合物中形成多孔破壞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致聚合物表面積增大，從而有利于聚合物進(jìn)一步自然分解；另一方面，淀粉降解可以促發(fā)促氧化劑和自氧化劑的作用，能切斷高分子鏈，使聚合物的相對分子量不斷減小到可被微生物代謝的程度。這兩個過程相互促進(jìn)，使淀粉基聚合物的降解速度加快(Maddever?W?J，Chapman?G?M.Modified?starch?based?biodegradable?plastics[C].Annual?Technical?Conference?Society?of?Plastics?Engineers，1989：1351-1355.)。