專利名稱：一種可完全生物降解塑料薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是ー種聚乳酸與淀粉共混聚合可完全生物降解塑料薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，用塑料薄膜制作的塑料袋輕、薄、不透水、強(qiáng)度較大、成本低，是ー種很好的包裝材料，塑料袋的使用給人們的生活帶來了極大的發(fā)便，使塑料袋的用量越來越大，但用后的廢棄塑料袋不易回收， 特別是不易降解，大量的廢棄塑料袋已成為當(dāng)前污染環(huán)境的一個(gè)嚴(yán)重問題。為了減輕塑料薄膜對(duì)環(huán)境的污染，人們相繼研發(fā)出了一些可降解塑料薄膜。完全降解塑料主要是由天然高分子如淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)或農(nóng)副產(chǎn)品經(jīng)微生物發(fā)酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如以石油為原料合成的聚己內(nèi)酯(PCL)、聚丁ニ酸丁ニ醇酯(PBS)及其共聚體，還有以可再生資源為原料生產(chǎn)的聚乳酸(PLA)、由微生物生產(chǎn)的聚輕基酪酸(PHB)等。聚乳酸(Polylactic acid,PLA)是以乳酸為單體經(jīng)化學(xué)合成的新型生物降解性高分子材料，無毒、無刺激性，可經(jīng)生物分解為CO2和H2O,不造成環(huán)境污染，具有良好的生物相容性、熱塑性、可加工性和優(yōu)良的物理機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、エ業(yè)、農(nóng)業(yè)及日常生活等領(lǐng)域。目前，已有多種方式加工聚乳酸復(fù)合材料，將聚乳酸與淀粉共混是ー種簡(jiǎn)單易行的好方法，共混物除具有各組分固有的優(yōu)良性能外，還由于組分間相互協(xié)同效應(yīng)而呈現(xiàn)新的性能。聚乳酸/淀粉共混復(fù)合材料的組成中含有淀粉或其衍生物，在自然條件下可以被逐漸破壞，最后被完全降解為小分子，與環(huán)境同化，從而在根本上解決塑料消費(fèi)后造成的環(huán)境污染問題。由于，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的可降解塑料薄膜是添加型可降解塑料薄膜，其加工性能、力學(xué)性能和熱塑性較差，生物降解需要一定的條件且時(shí)間較長，而塑料薄膜廢棄后的環(huán)境，要么是被擱在封閉的垃圾處理系統(tǒng)中，要么就是暴露在條件不固定的自然環(huán)境中，很難保證這種塑料薄膜降解所需要的固定條件，這些降解塑料在大多數(shù)情況下，無論在垃圾處理系統(tǒng)中還是在自然環(huán)境因?yàn)槭軛l件的現(xiàn)在而不能很好的降解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高可完全生物降解塑料薄膜的制備方法，原材料易得，生產(chǎn)成本低，加工方便，具有良好的加工性能、力學(xué)性能，耐低溫韌性好，常溫抗沖強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度高，在自然條件下可以被逐漸破壞，最后被完全降解為小分子，與環(huán)境同化，從而在根本上解決塑料消費(fèi)后造成的環(huán)境污染問題。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是ー種可完全生物降解塑料薄膜的制備方法，其特點(diǎn)是由100份聚乳酸(PLA) ；30^45份玉米淀粉；0. Γθ. 2份聚合氯化鐵(PFE) Γ5份增容劑；0. 05^1份交聯(lián)劑；廣2份碳酸鈣；3飛份納米結(jié)晶分散粉；廣8份抗植物性提合絲纖維；5 15份聚脂纖維；所述組分按重量份配比均勻混合后的物料由同向雙螺桿混煉機(jī)以16(Tl95°C分段加熱控制熔融溫度，使其聚合反應(yīng)充分，雙鏍桿擠出的物料經(jīng)冷凍升華脫水后由切粒機(jī)加工成聚乳酸/淀粉共混粒料，供吹膜機(jī)吹制塑料薄膜或塑料薄膜袋。所述增容劑為苯こ烯-馬來酸酐接枝共聚物、聚こ烯接枝物或ニ異氰酸酷。所述交聯(lián)劑為過氧化ニ異丙苯(DCP)、過氧化苯甲酰(BPO)或過氧化氫ニ異丙苯。所述納米結(jié)晶分散粉為納米級(jí)碳酸鈣、滑石粉或陶土。所述同向雙螺桿混煉 機(jī)為四段加熱控制熔融溫度，其加熱溫度一區(qū)為160 1750C ;ニ區(qū)為165 185°C ;三區(qū)為175 190°C ;四區(qū)為180 195°C ;壓カ為6 IOMPa ;速度為:15 60 轉(zhuǎn) /min。所述冷凍升華脫水的溫度為ー 30°C ー 40°C，脫水后的粉料含水量為3 5%重量比。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具良好的加工、力學(xué)性能和耐低溫韌性，制備エ藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，常溫抗沖強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度高，在自然條件下可以被逐漸破壞，最后被完全降解為小分子，與環(huán)境同化，從而在根本上解決塑料消費(fèi)后造成的環(huán)境污染問題。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
(I)、物料的配比和混合
為避免淀粉、聚乳酸含水量高造成加工時(shí)有少量氣泡產(chǎn)生的現(xiàn)象，影響薄膜質(zhì)量，先將聚乳酸(PLA)和雙木氧化變性淀粉原料分別進(jìn)行干燥處理，然后取30重量份雙木氧化變性淀粉與O. 15重量份聚合氯化鐵(PFE)攪拌混合均勻后依次加入100重量份聚乳酸(PLA)、2. O重量份苯こ烯-馬來酸酐接枝共聚物；0. 2重量份過氧化ニ異丙苯(DCP) ;2. O重量份碳酸鈣、3. 5重量份納米級(jí)滑石粉、3重量份抗植物性提合絲纖維和5重量份聚脂纖維攪拌混合，混合均勻的物料供混煉機(jī)混煉。(2)、擠出和切粒
將上述按重量份配比混合均勻的物料經(jīng)同向雙螺桿混煉機(jī)以四段溫度控制進(jìn)行熔融，使其聚合反應(yīng)充分，由雙螺桿混煉機(jī)將混煉后的物料擠出成條狀型，然后由冷凍機(jī)組進(jìn)行升華脫水，物料脫水后經(jīng)切粒機(jī)加工成聚乳酸/淀粉共混粒料，混煉機(jī)熱塑加工溫度一區(qū)為165°C ;ニ區(qū)為175°C ;三區(qū)為185°C ;四區(qū)為195°C ;壓カ為10MPa ;速度為45轉(zhuǎn)/min ;冷凍升華脫水的溫度為ー 40°C，脫水后的粉料含水量為5%重量比。⑶、吹膜
將上述聚乳酸/淀粉共混粒料由吹膜機(jī)吹制塑料薄膜或塑料薄袋。實(shí)施例2
α)、物料的配比和混合
為避免淀粉、聚乳酸含水量高造成加工時(shí)有少量氣泡產(chǎn)生的現(xiàn)象，影響薄膜質(zhì)量，先將聚乳酸(PLA)和雙木氧化變性淀粉原料分別進(jìn)行干燥處理，然后取35重量份雙木氧化變性淀粉與O. 2重量份聚合氯化鐵(PFE)攪拌混合均勻后依次加入100重量份聚乳酸(PLA)、
2.5重量份ニ異氰酸酯；0. 6重量份過氧化苯甲酰(BPO) ；1. 5重量份碳酸鈣、4. 5重量份納米級(jí)陶土、6重量份抗植物性提合絲纖維和10重量份聚脂纖維攪拌混合，混合均勻的物料供混煉機(jī)混煉。(2)、擠出和切粒
將上述按重量份配比混合均勻的物料經(jīng)同向雙螺桿混煉機(jī)以四段溫度控制進(jìn)行熔融，使其聚合反應(yīng)充分，雙螺桿混煉機(jī)將混煉后的物料擠出成條狀型，然后由冷凍機(jī)組進(jìn)行升華脫水，物料脫水后經(jīng)切粒機(jī)加工成聚乳酸/淀粉共混粒料，混煉機(jī)熱塑加工溫度一區(qū)為162°C;ニ區(qū)為170°C;三區(qū)為180°C;四區(qū)為195°C;壓カ為9. OMPa ;速度為40轉(zhuǎn)/min ;冷凍升華脫水的溫度為ー 35°C，脫水后的 粉料含水量為4. 5%重量比。⑶、吹膜
將上述聚乳酸/淀粉共混粒料由吹膜機(jī)吹制塑料薄膜或塑料薄袋。上述各實(shí)施例制備的吹塑膜以3300X0. 014mm檢測(cè)，其縱向拉伸負(fù)荷為4. IN ;橫向拉伸負(fù)荷為4. 2N ;縱向斷裂伸長率為661% ;橫向斷裂伸長率為862% ;縱向直角撕裂負(fù)荷為
I.7N ;橫向直角撕裂負(fù)荷為I. 9N ;平均厚度偏差為+14% ;極限偏差為+0. 003mm，檢測(cè)結(jié)果說明本發(fā)明制備的吹塑膜均已達(dá)到普通塑料膜的要求。堆肥實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明吹塑膜在81天后的生物分解率> 60%，0)2釋放量> 110克，相關(guān)指標(biāo)優(yōu)于國家對(duì)生物可降解材料的規(guī)定要求。以上只是對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明，并非用以限制本專利的實(shí)施應(yīng)用，凡為本發(fā)明等效實(shí)施，均應(yīng)包含于本專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種可完全生物降解塑料薄膜的制備方法，其特征在于由100份聚乳酸(PLA)；30 45份玉米淀粉；0. 1 0. 2份聚合氯化鐵(PFE):1飛份增容劑；0. 05 I份交聯(lián)劑；1 2份碳酸鈣；3飛份納米結(jié)晶分散粉；廣8份抗植物性提合絲纖維；5 15份聚脂纖維；所述組分按重量份配比均勻混合后的物料由同向雙螺桿混煉機(jī)以16(T195°C分段加熱控制熔融溫度，使其聚合反應(yīng)充分，雙鏍桿擠出的物料經(jīng)冷凍升華脫水后由切粒機(jī)加工成聚乳酸/淀粉共混粒料，供吹膜機(jī)吹制塑料薄膜或塑料薄膜袋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制備方法，其特征在于所述增容劑為苯こ烯-馬來酸酐接枝共聚物、聚こ烯接枝物或ニ異氰酸酷。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制備方法，其特征在于所述交聯(lián)劑為過氧化ニ異丙苯(DCP)、過氧化苯甲酰(BPO)或過氧化氫ニ異丙苯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制備方法，其特征在于所述納米結(jié)晶分散粉為納米級(jí)碳酸鈣、滑石粉或陶土。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制備方法，其特征在于所述同向雙螺桿混煉機(jī)為四段加熱控制熔融溫度，其加熱溫度一區(qū)為160 175°C ;ニ區(qū)為165 1850C ;三區(qū)為175 190°C ;四區(qū)為180 195°C ;壓カ為6 IOMPa ;速度為15 60轉(zhuǎn)/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述可完全生物降解塑料薄膜的制備方法，其特征在于所述冷凍升華脫水的溫度為ー 30°C ー 40°C，脫水后的粉料含水量為3 5%重量比。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可完全生物降解塑料薄膜的制備方法，其特點(diǎn)是由聚乳酸與玉米淀粉、聚合氯化鐵、增容劑、交聯(lián)劑、碳酸鈣、納米結(jié)晶分散粉、抗植物性提合絲纖維和聚脂纖維按10030~450.1~0.21~50.05~11~23~51~85~15重量份均勻混合后由混煉機(jī)分段加熱控制熔融溫度，擠出的物料經(jīng)冷凍脫水后由切粒機(jī)加工成可降解塑料薄膜粒料，供吹膜機(jī)吹制塑料薄膜或袋。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具良好的加工、力學(xué)性能，工藝簡(jiǎn)單，成本低，常溫抗沖強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度高，在自然條件下可以被逐漸破壞，最后被完全降解為小分子，與環(huán)境同化，從根本上解決了塑料消費(fèi)后造成的環(huán)境污染問題。
文檔編號(hào)C08L3/10GK102675840SQ20111039493
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者瞿海林 申請(qǐng)人:甘肅海河曜美生物科技有限公司