專利名稱：生物降解的聚苯乙烯發(fā)泡制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可生物降解的制品，特別是涉及一種可生物降解的聚苯乙烯發(fā)泡制品，尤其是涉及一種可生物降解的聚苯乙烯發(fā)泡片材及快餐飯盒。
在1990年8月2日申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)枮?0107256.7的中國(guó)專利申請(qǐng)中，揭示了一種生物降解塑料發(fā)泡制品，其所使用的原料包括淀粉和選自乙烯-乙烯醇、乙烯-丙烯酸及其混合物的合成聚合物，所述的制品具有閉孔結(jié)構(gòu)，其密度為0.1-0.3克/立方厘米。該申請(qǐng)也披露了這種生降解塑料發(fā)泡制品的制造方法，為一種擠出包括有淀粉和選自乙烯-乙烯醇和乙烯-丙烯酸的合成聚合物的組份，在發(fā)泡劑聚合酸和碳酸氫鈉的存在下進(jìn)行擠出的方法。
目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上供應(yīng)的聚苯乙烯(PS)片材及其制品(如飯盒，碗，盤等)均屬不降解產(chǎn)品，這種不降解的產(chǎn)品在使用后丟棄野外，除一小部分回收再生和處理外，大部分殘留原處，已形成“塑料垃圾”的公害，造成環(huán)境污染并影響生態(tài)平衡。
自從以淀粉為基的塑料為人們接受以來(lái)，其產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域逐漸增多和擴(kuò)大，以淀粉為填充劑制成的PS片材及制品只有極少數(shù)廠家能制成，但由于其制造工藝和設(shè)備的限制，淀粉摻入量都小于10%，起不到降解效果，只能作為降低原材料成本的一種手段，無(wú)法真正達(dá)到推廣降解PS材料應(yīng)用的目的。另外，因淀粉的摻入在拉片過(guò)程中的配方和工藝掌握上存在缺陷，淀粉與聚合物的接枝，制成的半成品和成品的外觀質(zhì)量也較差。
本發(fā)明的目的在于提供一種可生物降解的聚苯乙烯(PS)發(fā)泡制品，該制品從根本上解決了目前聚苯乙烯制成品不能降解的問(wèn)題。
本發(fā)明的生物降解聚苯乙烯發(fā)泡制品包含35%重量-65%重量的聚苯乙烯，30%重量-50%重量的淀粉和5%重量-15%重量的交聯(lián)劑，所述的交聯(lián)劑為選自甘油和山梨醇中的一種或兩種，所述的甘油可為皂化甘油。
將以上幾種原料經(jīng)擠出機(jī)造粒，然后拉片成型，加工制成各種制品，如快餐器具等。其中在擠出造粒過(guò)程中，擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比要求在35∶1以上，各段溫度可自動(dòng)控制，因淀粉在200℃以上會(huì)碳化，所以造粒溫度以200℃為上限，以聚苯乙烯軟化點(diǎn)為下限，約為120℃，因而溫度應(yīng)控制在120℃-200℃之間，同時(shí)，模頭處應(yīng)有真空抽氣裝置，排除多余水份以使擠出物料無(wú)明顯氣泡為宜，螺桿轉(zhuǎn)速應(yīng)在300轉(zhuǎn)/分以上，以完成各種原料的結(jié)合，此處所用的造粒機(jī)是由WPC公司制造的ZSK-58型雙螺桿擠出機(jī)，拉片成型和最后模壓成型均與目前純聚苯乙烯加工工藝一樣，其加熱溫度控制在120℃-200℃之間。
與已有的生物降解制品相比，本發(fā)明制品具有顯著的優(yōu)越性。首先，本發(fā)明原料中的淀粉為普通淀粉，具有價(jià)格便宜，來(lái)源豐富的優(yōu)點(diǎn)，其次，也是最重要的是這種塑料產(chǎn)品具有生物降解性能，在該淀粉塑料中，淀粉是以游離態(tài)的粒狀存在于合成高聚物中，淀粉顆粒被微生物攻擊，直至完全被消化，由此削弱了高聚物的結(jié)構(gòu)，在這種情況下，高聚物分子鏈斷裂，直至最終降解成小碎片或小顆粒狀。這在快餐行業(yè)的后處理中是特別有用的，眾所周知，聚苯乙烯是較常用的樹(shù)脂，用其制成的一次性快餐器具是一種已為廣大用戶接受的安全經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，以前由于其不能分解和不易回收再利用，造成的污染十分嚴(yán)重。本發(fā)明的聚苯乙烯制成品在一定時(shí)間內(nèi)受微生物、細(xì)菌、昆蟲(chóng)等影響后會(huì)迅速地分解，從而從根本上解決了聚苯乙烯制成品不能降解的問(wèn)題，為在某些領(lǐng)域中對(duì)丟棄物的分解，回收和再利用開(kāi)辟了一條新的途徑。
本發(fā)明將結(jié)合下述實(shí)施例作更詳細(xì)的描述，但必須明白的是，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，除了另有說(shuō)明外，實(shí)施例中的份數(shù)均指重量份數(shù)。
實(shí)施例1將65份PS，30份淀粉和5份山梨醇的混合物經(jīng)擠出機(jī)擠出造粒，溫度控制在120-200℃之間，然后拉片成型，制成制品。各組份含量，工藝溫度及制品的物理性能列于表1中。
實(shí)施例2除了原料為50份PS，40份淀粉和10份皂化甘油的混合物外，重復(fù)實(shí)施例1的過(guò)程，制成制品。各組份含量，工藝溫度及制品的物理性能列于表1中。
實(shí)施例3除了原料為35份PS，50份淀粉和15份交聯(lián)劑(其中10份甘油，5份山梨醇)的混合物外，重復(fù)實(shí)施例1的過(guò)程，制成制品。各組份含量，工藝溫度及制品的物理性能列于表1中。
表1
＊實(shí)施例1中的交聯(lián)劑為山梨醇實(shí)施例2中的交聯(lián)劑為甘油實(shí)施例3中的交聯(lián)劑為甘油+山梨醇＊＊強(qiáng)度的單位為MPa由表1可見(jiàn)，隨著淀粉含量的增加，PS含量的減少，制品的物理性能逐漸變差，一般以淀粉含量為30份-40份時(shí)為最佳。
使用平板法(實(shí)驗(yàn)室法)和室外埋土法(自然廢棄法)來(lái)實(shí)驗(yàn)本發(fā)明制品的生物降解性能，實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果如下1.平板法按ASTMG21-90技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).用平板法試驗(yàn)來(lái)測(cè)定試樣的生物降解性能。將試樣裁剪成3×3cm的試片，置于預(yù)先制備好的培養(yǎng)基平板中央，噴灑一定濃度的試驗(yàn)菌孢子混合懸浮液(孢子懸浮液的濃度為106-107個(gè)/毫升，以灑濕試樣表面為宜)。蓋上蓋子，置適宜溫濕度(溫度30℃±1，相對(duì)濕度95%以上)下培養(yǎng)28天，定期觀察真菌繁殖情況，并分級(jí)記錄，結(jié)果列于表2中。
2.埋土法，將裁剪成一定大小的試樣，埋于土壤中，利用自然土壤菌的作用來(lái)判斷試樣的生物降解性能。定期觀察，分級(jí)記錄，結(jié)果列于表3中。
表2 平板法
表3室外埋土法 表中0級(jí)無(wú)繁殖痕跡1級(jí)痕跡繁殖(＜10%)2級(jí)輕度繁殖(10-30%)3級(jí)中等繁殖(30-60%)4級(jí)大量繁殖(60%或全表面遮蓋)由上述表2和表3可見(jiàn)，生物降解的聚苯乙烯快餐飯盒在第7天就開(kāi)始長(zhǎng)霉，表面出現(xiàn)菌絲繁殖痕跡，28天后已被嚴(yán)重腐蝕，甚至出現(xiàn)裂縫，并被昆蟲(chóng)吞噬穿孔也有多處。說(shuō)明本發(fā)明的生物降解的聚苯乙烯制品具有降解起始時(shí)間快，并且降解迅速而顯著的優(yōu)點(diǎn)。
以上詳細(xì)地闡述了本發(fā)明的特征，具體內(nèi)容及實(shí)施例，應(yīng)該明白的是，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，在不偏離權(quán)利要求書(shū)及上述說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容的情況下，對(duì)本發(fā)明所作的任何改變或改進(jìn)都屬于本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種生物降解的聚苯乙烯發(fā)泡制品，其特征在于，它包含35%重量-65%重量的聚苯乙烯，30%重量-50%重量的淀粉和5%重量-15%重量的交聯(lián)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的生物降解的聚苯乙烯發(fā)泡制品，其特征在于，所述的交聯(lián)劑為選自甘油和山梨醇中的一種或兩種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的生物降解的聚苯乙烯發(fā)泡制品，其特征在于，所述的甘油為皂化甘油。
4.一種如權(quán)利要求1或2所述的生物降解的聚苯乙烯發(fā)泡制品的用途，其特征在于，可將其制成快餐器具。
全文摘要
生物降解的聚苯乙烯發(fā)泡制品包含聚苯乙烯，淀粉和適量的交聯(lián)劑，該制品從根本上解決了聚苯乙烯制品不能降解的問(wèn)題，該制品可用于制成快餐飯盒等。
文檔編號(hào)C08J9/00GK1106839SQ94117828
公開(kāi)日1995年8月16日 申請(qǐng)日期1994年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月1日
發(fā)明者李明德, 張翔, 戴瑾瑜, 蔡榮根, 胡振林, 馬鳴飛 申請(qǐng)人:上海三林降解樹(shù)脂制品公司