[發明專利]一種增強增韌的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯-聚乳酸復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010655343.7
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111607203B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 徐靜;邱碩;王偉東;米慶華;張坤;賈憲飛;高路;劉佳琪
• 申請（專利權）人: 山東農業大學;北京航天長征飛行器研究所
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04;C08L83/06;C08J5/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 趙斌

本發明屬于農業高分子材料領域，尤其涉及一種增強增韌的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯?聚乳酸復合薄膜及其制備方法，具體方案是先將聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯和聚乳酸粒料以及含有八環氧基團的籠形聚倍半硅氧烷(POSS_(epoxy)8)混合后再由雙螺桿擠出機擠出，經由切粒機造粒，之后由吹膜機吹制薄膜制品；所提供的制備方法簡單，使用來源廣泛的聚乳酸和聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯為主要原料，結合兩者的優異性能，通過添加不同含量的含有八環氧基團的籠形聚倍半硅氧烷來制備出具有不同透氣性的薄膜，可滿足不同的實際使用要求；獲得的薄膜綜合性能優良且為全生物降解薄膜，在緩解白色污染方面起到重要的作用。

技術領域

本發明屬于農業高分子材料領域，具體涉及一種增強增韌的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯-聚乳酸復合薄膜及其制備方法。

背景技術

我國是一個擁有14億人口的大國，每天塑料薄膜的使用量在不斷增加，其中包括農用薄膜，食品類包裝膜，快遞類包裝膜，生活垃圾袋類等，其在方便人們生產生活的同時，也帶來了一系列嚴峻的生態環境問題。大多數薄膜產品使用后常常選擇將其焚燒、掩埋或者直接扔掉等廢棄處理方法，均對環境造成了嚴重的危害。目前塑料薄膜類產品所使用原材料均為降解緩慢的聚烯烴類樹脂，自然條件下在土壤中很難被微生物分解(10年分解約0.2％)，殘留時間可達200年以上，掩埋或者殘留在土壤中的薄膜會導致土壤結構發生改變，土壤板結現象嚴重，土壤孔隙度、通透性降低；如果聚乙烯類薄膜焚燒，則會產生可吸入小顆粒(PM2.5)，而聚氯乙烯材質的塑料膜焚燒后則會產生二噁英、呋喃等劇毒物質，燃燒后的有毒物質有可能隨著降雨和地表水滲透進入地下，對地下水資源造成污染。雖然目前國家在倡導對塑料薄膜類產品進行分類回收，但是由于絕大多數塑料薄膜制品使用后，都會有不同程度的污染，難以再次回收利用。

完全生物降解薄膜作為一種新型薄膜，由于可以在自然界完全降解，成為了目前研究的熱點，其中以聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯-聚乳酸(PBAT/PLA)復合薄膜研究最多，目前PBAT/PLA共混制備薄膜類專利已有很多，為了提高PABT和PLA之間的相容性，多數采用添加有機小分子相容劑；為了提高復合薄膜的機械性能，多采用添加無機填料，為了增加無機填料的分散性，也會使用有機小分子分散劑，但是有機小分子在使用過程中易從樹脂中析出，因此會在一定程度上限制薄膜的應用領域。

因此如何有效克服這些現有技術中存在的問題，提供一種更好的全生物降解薄膜成為本領域技術人員亟待解決的問題之一。

發明內容

本發明針對現有技術存在的諸多不足之處，提供了一種增強增韌的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯-聚乳酸(PBAT/PLA)復合薄膜及其制備方法，具體方案是先將聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯和聚乳酸粒料以及含有八環氧基團的籠形聚倍半硅氧烷(POSS_(epoxy)8)混合后再由雙螺桿擠出機擠出，經由切粒機造粒，之后由吹膜機吹制薄膜制品；所提供的制備方法簡單，使用來源廣泛的聚乳酸和聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯為主要原料，結合兩者的優異性能，通過添加不同含量的含有八環氧基團的籠形聚倍半硅氧烷來制備出具有不同透氣性的薄膜，可滿足不同的實際使用要求；獲得的薄膜綜合性能優良且為全生物降解薄膜，在緩解白色污染方面起到重要的作用。

本發明的主要發明點在于采用POSS籠狀硅烷作為成核劑，既能起到增強增韌的效果，又因為其含有多個環氧基團可以起到有機增容劑的作用，不需要額外添加其他助劑，較之現有技術有明顯的進步之處，本發明所采用的含有八環氧基團的籠形聚倍半硅氧烷(POSS_(epoxy)8)，其化學式如下：

該八環氧基團的籠形聚倍半硅氧烷(POSS_(epoxy)8)在現有技術中主要應用于有機玻璃涂覆等；它通常用作2wt％的添加劑，以賦予涂層粘合性和耐久性。它還可用作涂料和樹脂中各成分的載體，它還可以在氧等離子體，電暈和UV下進行表面玻璃化，以提供涂層的粘結層或增加耐劃傷性和耐擦傷性，其作用機理為氫鍵相互作用。