本發(fā)明涉及可降解高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒及其制備方法、應(yīng)用和應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

塑料作為最廣泛使用的材料之一，已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域和人民生活的方方面面，塑料制品如農(nóng)用地膜、包裝袋、塑料餐盒、購物袋等用完后便成了塑料廢棄物，這些塑料廢棄物在自然界中難以降解，形成“白色垃圾”，導(dǎo)致環(huán)境惡化，威脅人類健康。目前，這些“白色垃圾”主要通過填埋、焚燒、回收利用和熱解液化進(jìn)行處理，這些處理方式費(fèi)用昂貴，且不可避免帶來二次污染。塑料可降解技術(shù)，被認(rèn)為是最具根治“白色污染”的技術(shù)，成為研究開發(fā)熱點(diǎn)。

目前，常規(guī)的塑料可降解技術(shù)主要采用合成高分子如合成的聚丁二酸丁二醇酯、聚己內(nèi)酯、聚乙烯醇等來降解塑料廢棄物，存在的不足之處是，現(xiàn)有用于降解塑料廢棄物的合成高分子的成本居高不下。因此，如何尋求一種成本低廉的塑料廢棄物降解方式，無疑是目前緩解“白色污染”的良策。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒及其制備方法、應(yīng)用和應(yīng)用方法，采用該應(yīng)用方法，將該制備方法制得的廢棄生物質(zhì)基降解母粒用于降解塑料，能夠以廢治廢，即能夠用廢棄生物質(zhì)基將無法降解的塑料降解，并制成能使用的環(huán)保膜制品，另外由于該應(yīng)用方法簡便，原料為廢棄生物質(zhì)基，所以降解塑料的成本低廉。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒，由以下重量份原料制成：

廢棄生物質(zhì)基5-25份、淀粉5-15份、礦粉1-10份、紫外光催化降解劑0.1-3份、助氧化降解劑0.1-2份、可降解樹脂10-45份。

其中，所述廢棄生物質(zhì)基為劍麻渣、甘蔗渣、木薯渣、秸稈、豆桿、稻草、鋸末中的至少一種。

其中，所述淀粉為馬鈴薯粉、山芋粉、木薯淀粉、玉米淀粉中的至少一種。

其中，所述礦粉為微米或納米級(jí)別的氧化鋅、氧化鈦、碳酸鈣、硅微粉、氧化鐵、氧化鋁中至少一種。

其中，所述紫外光催化降解劑為過渡金屬和有機(jī)配體組成的過渡金屬有機(jī)化合物。

其中，所述過渡金屬為鈷、鐵、釩、錳、鋅、鈰中的至少一種。

其中，所述有機(jī)配體為硬脂酸、軟脂酸、月桂酸、萘酸、葵酸、異辛酸、草酸、乙酸中的至少一種。

其中，所述助氧化降解劑為食品抗氧化劑和天然有機(jī)多元酸中的至少一種。

其中，所述天然有機(jī)多元酸為植酸、茶多酚、沒食子酸丙酯、抗壞血酸及其鹽、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、富馬酸中的至少一種。

其中，所述可降解樹脂為丁二酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乙烯醇中的至少一種。

其次，本發(fā)明還提供所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒的制備方法，包括步驟：

將粉粹的廢棄生物質(zhì)基與磷酸鈉、硅酸鈉和水混合，在50-80℃下攪拌2-4 h，加熱至100-120℃并保持0.5-1 h，研磨，過篩200目，即得廢棄生物質(zhì)基粉末，其中，按重量比，廢棄生物質(zhì)基：磷酸鈉：硅酸鈉：水=20-30：3-5：1-5：10-40；

對(duì)淀粉進(jìn)行預(yù)處理：超細(xì)化處理和增塑處理；

對(duì)礦粉進(jìn)行預(yù)處理：超細(xì)化處理、表面活化處理和表面改性處理；

將所述廢棄生物質(zhì)基粉末、預(yù)處理后的淀粉、預(yù)處理后的礦粉、紫外光催化降解劑、助氧化降解劑和可降解樹脂按配方量混合、攪拌、擠出、造粒，即得廢棄生物質(zhì)基降解母粒。

其中，所述對(duì)淀粉進(jìn)行預(yù)處理的步驟中：采用甘油和水對(duì)淀粉進(jìn)行增塑處理。

其中，所述對(duì)礦粉進(jìn)行預(yù)處理的步驟中：所述礦粉的表面活化處理采用偶聯(lián)劑進(jìn)行活化，所述表面改性采用長鏈?zhǔn)杷M(jìn)行表面改性。

其中，所述偶聯(lián)劑為帶氨基、環(huán)氧基或不飽和雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑。

其中，所述偶聯(lián)劑為KH-550（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）、KH-560（γ-(2，3-環(huán)氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷）、KH-570（γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷）中的至少一個(gè)。

其中，所述長鏈?zhǔn)杷砻娓男圆捎糜仓?、油酸、十八胺、十六胺、十八烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲基氯硅烷、十八醇、十六醇中的至少一種來與表面活化處理后的礦粉進(jìn)行長鏈有機(jī)化合物反應(yīng)。

再次，本發(fā)明還提供一種所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解塑料中的應(yīng)用。

最后，本發(fā)明還提供一種所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解塑料中的應(yīng)用方法，包括步驟：

將廢棄生物質(zhì)基降解母粒與塑料混合后加入雙螺桿擠出機(jī)造粒，吹膜、收卷，制得膜制品。

其中，所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒占廢棄生物質(zhì)基降解母粒和塑料總重量的百分比為10-40%。

其中，所述塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯、醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚苯胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯中的至少一種。

本發(fā)明的一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解塑料中的應(yīng)用方法的降解原理為：采用目前廢棄在自然界中的廢棄生物質(zhì)基來降解塑料，由于廢棄生物質(zhì)基在自然環(huán)境中，可通過微生物的活動(dòng)很快實(shí)現(xiàn)降解，因此，以廢棄生物質(zhì)基為載體，制備廢棄生物質(zhì)基降解母粒，再將廢棄生物質(zhì)基降解母粒和待降解的塑料制成膜制品，并將該膜制品置于微生物環(huán)境（模擬微生物環(huán)境或自然界的微生物環(huán)境）中，從而誘發(fā)膜制品中的塑料成分降解，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料的降解。

另外，由于制備的膜制品可降解，該膜制品可廣泛使用。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒及其制備方法和應(yīng)用，首先，采用價(jià)格低廉的廢棄生物質(zhì)基作為原料之一，使所制得的廢棄生物質(zhì)基降解母粒的成本低廉；其次，將廢棄的生物質(zhì)基重新利用起來，變廢為寶；最后，所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒能降解塑料，且降解成本低，解決現(xiàn)有技術(shù)中塑料降解成本高的問題。

本發(fā)明一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒的應(yīng)用方法，首先，該應(yīng)用方法利用廢棄生物質(zhì)基來降解塑料，以廢治廢，即能夠用廢棄生物質(zhì)基將無法降解的塑料降解；其次，該應(yīng)用方法制成能使用的環(huán)保膜制品；最后，由于該應(yīng)用方法簡便，原料為廢棄生物質(zhì)基，所以降解塑料的成本低廉。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒，由以下重量份原料制成：

甘蔗渣5份、馬鈴薯粉15份、微米氧化鋅10份、鐵-硬脂酸0.1份、植酸0.1份、丁二酸丁二醇酯20份。

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒的制備方法，包括步驟：

將經(jīng)水洗、干燥和粉粹的甘蔗渣與磷酸鈉、硅酸鈉和水混合，在50℃下攪拌2h，加熱至100℃并保持0.5h，研磨，過篩200目，即得甘蔗渣粉末，其中，按重量比，甘蔗渣：磷酸鈉：硅酸鈉：水=20：3：1：10；

對(duì)馬鈴薯粉進(jìn)行預(yù)處理：超細(xì)化處理、采用甘油和水對(duì)馬鈴薯粉進(jìn)行增塑處理；

對(duì)礦粉進(jìn)行預(yù)處理：超細(xì)化處理，采用KH-560進(jìn)行表面活化處理，采用硬脂酸進(jìn)行表面改性處理；

將所述甘蔗渣粉末5份、預(yù)處理后的馬鈴薯粉15份、預(yù)處理后的礦粉10份、鐵-硬脂酸0.1份、植酸0.1份和丁二酸丁二醇酯20份在高攪機(jī)中混合、攪拌0.5 h，加入雙螺桿擠出機(jī)，在130℃下擠出、牽引、造粒，即得廢棄生物質(zhì)基降解母粒。

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒能應(yīng)用于降解聚氯乙烯（PVC）。

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解聚氯乙烯中的應(yīng)用方法，包括步驟：

將本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒與聚氯乙烯在高攪機(jī)中混合5分鐘，干燥，加入雙螺桿擠出機(jī)造粒，吹膜，收卷，制得膜制品，其中，廢棄生物質(zhì)基降解母粒占廢棄生物質(zhì)基降解母粒和聚氯乙烯總重量的百分比為10%。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒，由以下重量份原料制成：

木薯渣25份、木薯淀粉10份、納米硅微粉5份、釩-月桂酸3份、茶多酚2份、聚對(duì)苯二甲酸己二酸丁二醇酯45份。

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒的制備方法，包括步驟：

將經(jīng)水洗、干燥和粉粹的木薯渣與磷酸鈉、硅酸鈉和水混合，在80℃下攪拌4h，加熱至120℃并保持0.5h，研磨，過篩200目，即得木薯渣粉末，其中，按重量比，木薯渣：磷酸鈉：硅酸鈉：水=30：5：5：40；

對(duì)木薯淀粉進(jìn)行預(yù)處理：超細(xì)化處理、采用甘油和水對(duì)木薯淀粉進(jìn)行增塑處理；

對(duì)納米硅微粉進(jìn)行預(yù)處理：超細(xì)化處理，采用KH-570進(jìn)行表面活化處理，采用十八烷基硅氧烷進(jìn)行表面改性處理；

將所述木薯渣粉末25份、預(yù)處理后的木薯淀粉10份、預(yù)處理后的納米硅微粉5份、釩-月桂酸3份、茶多酚2份和聚對(duì)苯二甲酸己二酸丁二醇酯45份在高攪機(jī)中混合、攪拌1h，加入雙螺桿擠出機(jī)，在170℃下擠出、牽引、造粒，即得廢棄生物質(zhì)基降解母粒。

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒能應(yīng)用于降解聚乙烯。

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解聚乙烯中的應(yīng)用方法，包括步驟：

將本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒與聚乙烯在高攪機(jī)中混合5分鐘，干燥，加入雙螺桿擠出機(jī)造粒，吹膜，收卷，制得膜制品，其中，廢棄生物質(zhì)基降解母粒占廢棄生物質(zhì)基降解母粒和聚乙烯總重量的百分比為20%。

實(shí)施例3

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒，由以下重量份原料制成：

秸稈20份、馬鈴薯粉5份、納米碳酸鈣1份、錳-異辛酸0.5份、沒食子酸丙酯1份、聚乳酸10份。

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒的制備方法，包括步驟：

將經(jīng)水洗、干燥和粉粹的秸稈與磷酸鈉、硅酸鈉和水混合，在60℃下攪拌3h，加熱至110℃并保持0.5h，研磨，過篩200目，即得秸稈粉末，其中，按重量比，秸稈：磷酸鈉：硅酸鈉：水=25：4：3：25；

對(duì)馬鈴薯粉進(jìn)行預(yù)處理：超細(xì)化處理、采用甘油和水對(duì)木薯淀粉進(jìn)行增塑處理；

對(duì)納米碳酸鈣進(jìn)行預(yù)處理：超細(xì)化處理，采用KH-550進(jìn)行表面活化處理，采用油酸進(jìn)行表面改性處理；

將所述秸稈粉末25份、預(yù)處理后的馬鈴薯粉5份、預(yù)處理后的納米碳酸鈣1份、錳-異辛酸0.5份、沒食子酸丙酯1份和聚乳酸10份在高攪機(jī)中混合、攪拌1h，加入雙螺桿擠出機(jī)，在150℃下擠出、牽引、造粒，即得廢棄生物質(zhì)基降解母粒。

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒能應(yīng)用于降解聚丙烯。

本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解聚丙烯中的應(yīng)用方法，包括步驟：

將本發(fā)明實(shí)施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒與聚丙烯在高攪機(jī)中混合5分鐘，干燥，加入雙螺桿擠出機(jī)造粒，吹膜，收卷，制得膜制品，其中，廢棄生物質(zhì)基降解母粒占廢棄生物質(zhì)基降解母粒和聚丙烯總重量的百分比為40%。

以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。