[發明專利]一種能引發多重環境因子降解的綠色高分子包裝膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201810112511.0
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108276645A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 方波;顧文秀;何志毅;鄒路易;孫余憑;顧瑾;滕躍
• 申請（專利權）人: 無錫市方成彩印包裝有限公司;江南大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L5/08;C08L23/08;C08L51/06;C08K13/02;C08K3/24;C08K3/26;C08K5/098;C08K5/053;C08J5/18;B65D65/46
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;張仕婷

一種能引發多重環境因子降解的綠色高分子包裝膜及其制備方法，屬于高分子新材料的制備技術領域。本發明通過納米鐵酸鹽的制備、球磨改性高分子、降解母粒的制備和吹塑制備得到能引發多重環境因子降解的綠色高分子包裝膜。本發明利用高能球磨粉碎的機理和方法對高分子、納米粉體進行綠色低能耗的相容性改性，制備所得新材料具有良好的機械性能和加工性能，兼具水蒸氣、熱氧化、紫外光和可見光、生物降解多重降解能力，成本低廉，生產工藝簡單，使用期能保持穩定、優良的性能，使用期過后能迅速在自然環境中降解。所得的環保高分子新材料可以直接吹膜制得成品使用；也可以作為母料添加進其它的高分子基體中去，實現混合高分子材料的多重降解功能。

技術領域

本發明涉及一種能引發多重環境因子降解的綠色高分子包裝膜及其制備方法，具體涉及易降解綠色聚乙烯包裝材料技術領域，屬于高分子新材料的制備技術領域。

背景技術

塑料由于質輕、價廉、強度高而廣為使用。其中占塑料總量60%的聚乙烯塑料，由于其分子結構的特殊性，自然環境下降解非常困難，制品的內在壽命遠遠長于其使用壽命。因此，隨意遺棄的塑料制品導致了嚴重的環境污染，成為二十一世紀困擾人類生存與發展的重大難題之一。

純聚乙烯薄膜的降解時間長達上百年，長期使用給我國生態環境造成了嚴重的“白色污染”。目前世界上解決塑料薄膜白色污染的途徑主要有：回收、填埋、焚燒和開發可降解塑料。塑料回收主要存在難以將廢棄塑料和其他可降解的固體廢棄物分離的問題；其次是回收產品性能達不到要求，回收塑料制品的質量和應用范圍有限，導致回收產生的經濟效益不明顯；另外，焚燒和填埋則會導致嚴重的環境問題。因此，解決聚乙烯材料降解難題的有效、低成本的方法是改性聚乙烯，使其易降解。

高分子的降解機理表明：可降解的高分子結構中要有含氧官能團，以利于微生物的消化降解；其次，要具有一定的親水性、熱敏感度和合理的結構孔隙度，以利于水蒸氣、氧氣和光的進入，從而易于引發親水降解、熱降解、光催化降解和氧化降解，使高分子結構降解為大量含氧、親水的小分子片段，從而形成適宜微生物生長的微環境，通過微生物的消化作用，即微生物降解作用，將這些小分子片段進一步完全降解為二氧化碳和水，進而完成高分子的全降解過程。因此，能夠完全降解的高分子材料，一般需要這些降解因子的全面協同、共同作用，才能在需要的誘導降解期內完全降解。在具備這些多因子協同功能的基礎上，新型降解高分子材料還需要滿足材料的力學性能、加工性能和使用期的穩定性能，現有的可降解聚乙烯復合材料多為單因素活化降解，如光降解、生物降解等，且多數存在降解不完全、降解期過長、達不到使用要求的問題；存在機械性能和加工性能達不到要求、成本過高、加工過程過于復雜、難以實際使用等不足。

固相力化學反應，亦稱機械力化學或力化學，是利用機械能誘發化學反應和誘導材料組織、結構和性能的變化，來制備新材料或對材料進行表面改性處理的一種技術。機械力作用于固體物質時，不僅能引發劈裂、折斷、變形、顆粒微細化等物理變化，而且隨顆粒的尺寸逐漸變小、比表面積不斷增大，通過能量轉換，其內部結構、物理性質以及化學反應活性也會相應地發生變化。利用固相應力場的作用，可以誘導、引發常規方法難以或無法進行的化學反應，制備一般化學方法和加工手段不能得到的具有特殊性能的材料，特點如下：（1）機械力作用可以誘發產生一些利用熱能難于或無法進行的化學反應；（2）有些物質的機械化學反應與熱化學反應有不同的反應機理；（3）與熱化學相比機械化學可在室溫下進行；（4）機械化學反應可沿常規條件下熱力學不可能發生的方向進行。

固相力化學反應是一種高效、環保且成本低廉的高分子材料的改性手段，可實現超細粉碎與表面改性的同步進行。該方法具有產品純凈、無溶劑、操作方便、效率高、節能、無污染的優點，成為高分子材料改性的重要方法之一。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，利用高能球磨粉碎的機理和方法對高分子、納米粉體進行綠色低能耗的相容性改性，制備一種能引發多重環境因子降解的綠色高分子包裝膜及其制備方法，實現高分子新材料在使用期內保持穩定優良的性能，使用期過后能迅速在自然環境中降解的功能。