[發明專利]一種PHB改性可生物降解樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 202110647308.5
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113429763A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 胡航;陳必正;任旭杰;梁世威;潘智超;趙易成;汪鈴澤
• 申請（專利權）人: 紹興創越新材料有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L3/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃玉杰

本發明公開了一種PHB改性可生物降解樹脂及其制備方法，由以下重量份的原料制備而成：PLA30?50份、TPS25?35份、PBAT20?30和PHB2?10份。其制備方法，包括以下步驟：將PLA、PBAT、PHB及TPS干燥后，加入混料機混合，再加入雙螺桿同向擠出機，在140?195℃，180?200r/min條件下，經過七個區間的加熱熔融，擠出牽引進入切料機內造粒，即可。該方法制備的改性可生物降解樹脂，可較大幅提高樹脂的相容性和力學性能。

技術領域

本發明涉及可降解樹脂技術領域，尤其涉及一種PHB改性可生物降解樹脂及其制備方法。

背景技術

農業覆蓋膜因為其可以很大程度的提升農業生產力而十分廣泛的應用在農業生產中，特別是，在種植農作物時必須在土壤表面鋪設農用覆蓋膜，以防止土壤中的水分或者降雨期間的雨滴侵蝕土壤，同時可以控制地熱溫度以及抑制雜草生長，并且使用農用覆蓋膜還可以減少除草劑或者殺蟲劑的使用。目前使用的可生物降解的農業覆蓋膜雖然可以通過土壤等微生物進行高速地自然分解，但在達到農作物的收獲時間之前，其拉伸強度和拉伸伸長率等機械性能都會產生急劇的降低，在這種情況下，地膜不能承受其在作物生長過程中踩在作物上的工人的重量，并且覆蓋膜被部分撕裂。

可生物降解的農業覆蓋膜采用的可生物降解塑料根據其制備方法可以分為合成型生物降解塑料以及天然高分子共混型可生物降解塑料。合成型可生物降解塑料主要包括聚乳酸(PLA)、聚(3-羥基丁酸酯-co-4-羥基丁酸酯)(PHB)和聚對苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯(PBAT)等。目前在可生物降解塑料方面研究較多的天然高分子是淀粉、纖維素、木質素和甲殼素等。

聚乳酸(PLA)，是以微生物發酵生產的乳酸作為單體，脫水聚合而成的一種脂肪族聚酯，其具有良好的生物相容性及生物可降解性。聚乳酸主要使用的是可再生的植物資源(如玉米、甘蔗、木薯等)所提取出的淀粉原料制成，其來源十分廣泛且可以再生。聚乳酸的生產過程低碳且環保，其制品在使用后能被自然界中的微生物在特定條件的下完全降解，生成二氧化碳和水，不對環境造成污染，對環境的保護起到十分有利的效益，是公認的環境友好材料。聚乳酸具有較高的模量和強度，但其因為脆性也比較大，耐熱性不強，熔體強度低，而導致應用范圍受限，為改善這些問題，主要采用與其他樹脂進行共混，來改善聚乳酸的性能。中國發明專利CN109553944A、CN108690336A和CN109354844A 公開了通過對聚乳酸改性從而改善其成膜性及薄膜的性能。

聚對苯二甲酸-丁二酸-1，4丁二醇共聚酯(PBAT)是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具了PBA和PBT的特性，屬于熱塑性生物降解塑料。由于其大分子中既有柔軟的脂肪鏈以及剛性的芳香基團，所以其具有較好的延展性和斷裂伸長率，同時還擁有較好的耐熱性及抗沖擊性能。因為PBAT 還具有優良的生物降解性，是目前研究及市場應用最為廣泛的可生物降解材料之一。但由于PBAT的拉伸強度小，熔體粘度不高，限制了其加工的性能和實際的應用價值。目前主要是在不影響其生物降解性的情況下，以共混改性為主的去提高PBAT材料在制品中的使用性能。

中國發明專利CN108929527A、CN107022178A公開了使用PBAT與PLA及淀粉進行共混來降低成本的方法。

淀粉主要來源于如谷物、豆類、根及塊莖等可再生資源，由于其本身具有較高的實用性，淀粉被人們認為是最主要的和最便宜的資源。但是由于淀粉具有一定剛性，導致其不易直接進行加工，所以加工前需要對其進行塑化，而我們采用甘油來進行增塑淀粉以制備成熱塑性淀粉(TPS)。以TPS與PLA和PBAT 共混，用于制備生物可降解的膜類產品。

聚(3-羥基丁酸酯-co-4-羥基丁酸酯)(PHB)，是很多微生物合成的一種細胞內聚酯。類聚酯具有很好的強度以及韌性，其中美國Tepha公司以生物發酵法實現大規模生產的P4HB有著最高的實際應用價值。PHB屬于熱塑性晶體材料，其優良的性能對改善PLA和PBAT的共混起到很好相容性改性的作用。

發明內容