專利名稱：可生物降解的高聚物母料及其制品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可生物降解的高聚物母料及其制品的制造方法，特別涉及到一種可生物降解的塑料包裝材料，尤其涉及一種可生物降解的PE的薄膜和薄膜制品。PE,PVA,PS發(fā)泡防震緩沖材料，PE,PVA,PS氣泡墊和發(fā)泡板材及快餐用具等。
目前市場上供應(yīng)的塑料制品，商品的塑料包裝及緩沖材料，購物袋、垃圾袋、快餐用具等均屬生物難以降解的產(chǎn)品，這種不易降解的產(chǎn)品在使用后，除部分回收再利用外，大部分被采用垃圾場填埋處理，在這種天然條件下，需經(jīng)二百年左右才會分解。由于使用塑料制品的量逐漸增大，以至于形成“白色”公害，造成長期的環(huán)境污染，影響生態(tài)平衡。鑒于此種狀況，對高聚物可生物降解性作了大量的研究，從高聚物結(jié)構(gòu)改變或添加某些物質(zhì)，促其可被生物降解，收到一定的效果，在申請?zhí)枮?4117828.5中國專利中，采用PS添加淀粉的方法，促其可被生物降解，因而使可生物降解的塑料制品應(yīng)用范圍大大擴大、公害亦大為降低，可是在原料來源、制品的成本上，使可生物降解產(chǎn)品的推廣應(yīng)用亦受到影響。
本發(fā)明為解決現(xiàn)在存在的不足之處，選用另一種高聚物PE,PVA或PS并增加淀粉的填充量，在制作工藝的溫度，使其下降更易控制操作，同時、在混煉中，加入相容劑，促降劑等，使生物可降解性大為增加。
本發(fā)明的可生物降解高聚物母料的組成為高聚物，淀粉，相容劑、促降解劑，其含量為8％-70％重量的高聚物，15％～86％重量的淀粉，4％～12％重量的相容劑，2％-3％重量的促降劑。
本發(fā)明采用的淀粉為工業(yè)用淀粉，其粒度為100目-600目，具體為玉米淀粉，土豆淀粉和紅薯淀粉，可采用其中的一種，二種或三種。
本發(fā)明采用的相容劑為甘油，山梨醇的一種或二種，甘油為皂化甘油或復(fù)合甘油，山梨醇為固態(tài)或液態(tài)的山梨醇。
本發(fā)明采用的促降劑為氫氧化鋁，氧化蠟，植物油，硬脂酸鐵中的一種、二種、三種或四種。
本發(fā)明采用的植物油既是增塑劑，又是自動氧化劑。植物油具體為大豆油，環(huán)氧大豆油，菜籽油的一種或二種。
在制備生物降解塑料母料時，在制備過程中使淀粉脫水改性，改性后，淀粉含水量在0.5％～2.5％重量。
本發(fā)明選用設(shè)備為長徑比32∶1-48∶1的大長徑比反應(yīng)型積木式雙螺桿擠出機，其加工功能如圖。
在使用上述設(shè)備造粒過程中，淀粉經(jīng)塑化脫水后，在高速密煉和高速剪切力和相容劑作用下同高聚物相容，制得生物可降解的母?；?qū)Ｓ昧稀?br> 由于工業(yè)的淀粉耐熱性能較差，一般在加工溫度超過200℃時會發(fā)生炭化，因此，本發(fā)明采用的加工工藝溫度幅度為80℃～185℃，這樣既保證物料充分塑化，又保證淀粉不炭化。
采用本發(fā)明制備的母料或?qū)Ｓ昧?，使用長徑比20∶1-30∶1的吹膜機可以制成生物降解薄膜制品，如農(nóng)用薄膜，食品袋，包裝袋，購物袋，垃圾袋等。
同樣，采用本發(fā)明制備的母料和專用料通過發(fā)泡設(shè)備，用丁烷或AC，或采用丁烷加AC發(fā)泡劑，可制得可生物降解的發(fā)泡板材、發(fā)泡網(wǎng)、發(fā)泡管、發(fā)泡餐具或緩沖包裝材料。
本發(fā)明將結(jié)合下述實施例作更詳細(xì)的描述，除了另有說明外，實施例中的份數(shù)均指重量份數(shù)。
實施例1．將55份PE,35份淀粉，7份甘油-山梨醇混合劑、2份增塑劑，1份促降劑混合物經(jīng)擠出機造粒，溫度控制在80℃-180℃之間，造粒后吹塑成型，制得制品各組份含量，工藝溫度及其制品的物理性能列于表1中。
2．將59份PS和30份淀粉，8份山梨醇或甘油，1份增塑劑，2份促降劑混合物經(jīng)擠出機造粒，通過發(fā)泡設(shè)備制得生物可降解的發(fā)泡制品。各組含量，工藝溫度及制品的物理性能列于表1中，3．將35份PVA,55份淀粉，7份甘油或山梨醇，2.5份增塑劑和0.5份促降劑，造粒后吹塑成型，制得制品各組份含量，工藝溫度及制品的物理性能列于表1中。
表1
<p>由表1可見，用實施例1、實施例2和實施例3所制得的制品，具有良好的物理性能，能夠滿足一般使用要求。
對于本發(fā)明可生物降解的高聚物品其降解性能，可使用平板法(實驗室法)，堆肥法，失重試驗法或野外環(huán)境降解測試法，檢驗其效果，其方法和結(jié)果如下。
1．平板法按ASTMG21-90技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用平板法試驗來檢測試樣的生物降解性能，將試樣裁剪成3CM×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菌孢子混合懸浮液，蓋上蓋子，置溫度30℃±1℃，相對溫度95％以上恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)28天，定期觀察真菌繁殖情況，并分級記錄，結(jié)果列于表2中。
表2
表中0級無繁殖痕跡1級繁殖痕跡≤10％2級輕度繁殖10％-30％3級中等繁殖30％-60％4級大量繁殖60％或全表面遮蓋2．堆肥法將生物降解PE膜試樣裁成20CM×15CM試片，并測定其拉伸強度，衡重后水平置于100CM長×30CM寬×15CM深的坑中，上面覆蓋生活垃圾，每天測定氣溫及土壤水分，定期取樣檢測失重率及強度，并作記錄，結(jié)果列于表3。
表3
由上述表2、表3可見，生物降解塑料制品廢棄后在自然環(huán)境中，特別是在填埋環(huán)境中，微生物生長迅速，失重率高，強度下降快，具有良好的降解效果。
3．失重測試法將生物降解PS試樣按SO846-1978要求，經(jīng)56天細(xì)菌培養(yǎng)后，測得失重率如表4。
表4<
4．野外環(huán)境降解測試法將生物降解PE膜、生物降解PVA膜、生物降解PS制品棄于自然環(huán)境中，90天后的外觀變化，強度變化，平均分子量下降率見表5。
表5
由上述幾種測試的方法可見，本發(fā)明的可生物降解高聚物制品，在平板法中經(jīng)七天開始降解，四周達到60％，其拉斷強度，斷裂延伸度隨堆埋的天數(shù)增加，明顯的下降，同樣失重法亦表明隨時間的延長，分子量下降率亦極為明顯。所以本發(fā)明的可生物降解高聚物具有被生物降解的速度較快，殘留物較少且為粉粒狀，大大降低“白色”公害，對環(huán)境的影響極微，再由于本發(fā)明的制品原料來源容易，成本低，因而該可生物降解制品極易推廣。
權(quán)利要求
1．一種可生物降解的高聚物母料及其制品，是由PE,PS,PVA和淀粉及相容劑，促降劑組成，其特征在于PE,PS,PVA含量為8％-70％重量，淀粉為15％-86％重量，相容劑為4％-12％重量，促降劑為2％-3％重量；
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可生物降解的高聚物母料及其制品，其特征在于淀粉可用工業(yè)淀粉，如玉米淀粉、土豆淀粉，紅薯淀粉中一種或二種、三種，其粒度為100目-600目。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可生物降解的高聚物母料及其制品，其特征在于PE或PS或PVA與淀粉混煉時，加入相容劑皂化甘油或山梨醇中一種或二種混合物。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可生物降解的高聚物母料及其制品，其特征在于PE,PS,PVA與淀粉混煉時，加入促降劑，如植物油，氫氧化鋁，氧化蠟，硬脂酸鐵中一種、二種、三種或四種。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可生物降解母料及其制品，其特征在于用該母料可制成生物降解的薄膜制品，發(fā)泡防震緩沖材料，氣泡墊，發(fā)泡板材及快餐用具制品。
全文摘要
本發(fā)明為可生物降解的高聚物母料及其制品的制造方法,即在高聚物PE,PVA,PS中,添加適量的淀粉,再加入相容劑,促降劑,經(jīng)混合密煉后擠出成母粒,經(jīng)吹塑機吹膜成薄膜,或加入發(fā)泡劑,可制成發(fā)泡的板材、發(fā)泡網(wǎng)、管或發(fā)泡餐具等。
文檔編號C08L3/00GK1221762SQ9712522
公開日1999年7月7日 申請日期1997年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月30日
發(fā)明者李明德, 顧家振, 李羽豪, 胡振林, 馬鴻飛, 蔡榮根 申請人:上海三林降解樹脂制品公司