[發明專利]一種可降解聚乙烯農用薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201710522502.4
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN109206727A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 朱江;徐強;李忠彬
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L23/30;C08K3/22;C08K5/098;C08K3/34;C08J3/22
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 李鑫

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種熱氧和光氧兼具備的可降解復合聚乙烯農用薄膜及其制備方法，其制備過程是：先將各種組分通過雙螺桿擠出機擠出制得塑料母料，然后母料與聚乙烯樹脂混合吹塑；其組分及重量份數為：線性低密度聚乙烯樹脂93～99.3份，氧化聚乙烯蠟0.4～4份，高嶺土0.1～1份，納米二氧化鈦0.1～1份，硬脂酸鐵0.1～1份；制備過程操作簡單，且生產過程環保，無污染，配方簡單，便于生產，具有良好的推廣價值。實驗制得的農用薄膜在紫外線老化箱中：輻照0.95瓦/平方厘米，溫度60℃，照射120小時，冷凝溫度50℃，實驗120小時；農用薄膜降解了80％。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種熱氧和光氧兼具備的可降解聚乙烯復合聚乙烯薄膜及其制備方法。

背景技術

生物降解塑料又叫綠色塑料，是指一類由自然界存在的微生物如細菌、霉菌(真菌)和藻類的作用而引起降解的塑料。理想生物降解塑料是一種具有優良的使用性能、廢棄后可被環境微生物完全分解、最終被無機化而成為自然界中碳素循環的一個組成部分的高分子材料。

根據美國材料試驗協會(ASTM)通過的有關塑料的術語標準ASTMD883-92對可降解塑料的定義可知：可降解塑料即在特定的環境條件下，其化學結構發生明顯變化，并用標準的測試方法能測定其物質性能變化的塑料。通常可降解塑料具備以下特征：在陽光、氧、微生物等自然環境條件影響下，塑料的外觀發生明顯的變化；力學性能發生明顯的降低；化學結構發生改變，含氧化合物被引入到塑料中等。只有當塑料聚合物發生了以上變化，使自身的分子量降低及產生小分子含氧化合物后，才能被自然界中的微生物分解。可降解塑料有望解決塑料廢棄物的污染問題，因此已經成為當前研究的熱點。

可降解薄膜既具有傳統塑料的功能和特性、又可在達到使用壽命之后，通過土壤和水中的微生物作用或陽光中紫外線的作用，在自然環境中斷鏈降解，最終以還原形式重新進入生態環境中，回歸大自然。國內研發的品種已涵蓋光降解、光生物降解、光氧化生物降解、高淀粉含量型生物降解、高碳酸鈣填充型光氧降解、全生物降解等。自然界的微生物將降解后的小分子物質分解后，微生物會釋放出致熱和有毒的組分如內毒素，將該薄膜用在植被上時，會導致植被生長不旺盛。

發明內容

有鑒于此，本發明為了解決降解薄膜的微生物會釋放出致熱和有毒組分的問題，提供一種熱氧和光氧兼具備的可降解復合聚乙烯農用薄膜及其制備方法，該薄膜在自然環境中較短時間內就能完全分解，最終生成二氧化碳和水。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：包括以下重量份的原料：線性低密度聚乙烯樹脂50～99份、潤滑劑0.4～4份、生物助降解劑0.1～1份、光降解劑0.1～1份、熱降解劑0.1～1份，光降解劑為納米二氧化鈦，熱降解劑為硬脂酸鐵、硬脂酸錳、硬脂酸鈰中的一種或者多種。

本基礎方案的原理在于：二氧化鈦的禁帶寬為3.2eV，納米二氧化鈦吸收了波長小于387.5nm的紫外線光波后，價帶中的電子會被激發到導帶，形成帶負電荷的高活性電子，同時在價帶上產生帶正電荷的空穴。在電場作用下，電子—空穴對發生分離而遷移到二氧化鈦表面上的不同位置。分布在二氧化鈦表面的空穴與吸附在表面的OH^-和H₂O氧化成OH自由基。電子與二氧化鈦表面的氧反應，生成超氧離子，超氧離子上強還原劑，能使有機物分解。OH自由基的氧化能力最強，可以不加選擇的使有機物全部氧化降解，包括穿透細胞膜，破壞膜結構使得細菌、病毒和微生物細胞分解，也能降解細胞產生的毒素。研究表明數均相對分子質量小于5000的聚乙烯鏈段可以被生物降解。

進一步，生物助降解劑為高嶺土和硅灰石中的一種或者多種。

進一步，潤滑劑為氧化聚乙烯蠟、硬脂酸甘油酯、石蠟、聚乙烯蠟中的一種或者多種。

一種可降解聚乙烯農用薄膜的制備方法，包括如下步驟：