[发明专利]可降解的聚(β-羟基丁酸酯)三元共混物及其制备方法无效
申请号: | 02116351.0 | 申请日: | 2002-03-28 |
公开(公告)号: | CN1375523A | 公开(公告)日: | 2002-10-23 |
发明(设计)人: | 成国祥;马世虎;张立广;王铁柱;蔡志江 | 申请(专利权)人: | 天津大学 |
主分类号: | C08L67/04 | 分类号: | C08L67/04 |
代理公司: | 天津市北洋有限责任专利代理事务所 | 代理人: | 江镇华 |
地址: | 300072*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 降解 羟基 丁酸 三元 共混物 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于塑料加工成型领域。
背景技术
随着塑料的广泛应用,塑料废弃物引起的环境污染已成为现代社会所面临的主要问题之一。降解塑料的研究,特别是生物降解塑料的研究与开发已成为世界上新材料研究的热点之一。聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)是一种热塑性聚酯,具有良好的生物相容性和生物降解性,可应用于日常生活、医学领域以及环境科学领域等,聚(β-羟基丁酸酯)的结晶度可达80%以上,使得材料本身脆性较高,抗冲击性能差;同时,聚(β-羟基丁酸酯)在高温下易分解,可加工温度范围窄,这两个缺点在一定程度上限制了其作为可生物降解材料在环境、医学方面的推广应用。为了改善聚(β-羟基丁酸酯)的脆性和加工性能,人们做了大量的改性研究工作,主要有共聚和共混两种方法。共聚物多以生物发酵法制得,较为成功的是β-羟基丁酸酯和β-羟基戊酸酯的共聚物PHBV(Steven Bloembergn,DavidA.Holden,Studies of composition and crystallinity of bacterial Poy(β-hydroxybutyrate-β-hydroxyvalerate),1986,19(11):2865-2871)。共混改性是以其它材料为第二组分与聚(β-羟基丁酸酯)共混构成二元共混体系,来改善聚(β-羟基丁酸酯)的脆性和加工性能,比较典型的二元共混体系有PHB/PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PHB/PE(聚乙烯)、PHB/PS(聚苯乙烯)、PHB/PEO(聚氧化乙烯)、PHB/PVA(聚乙烯醇)、PHB/CE(纤维素酯)、等体系(Xing Pei-xiang,An Yu-xian,Chen Cheng,DongLi-song,Feng Zhi-liu,Progress in polymer blends containing poly(3-hydrobutyrate)oritscopolymer,Chinese Journal of Materials Research,1999,13(5):449-457;H.Verhoogt,B.A.Ramsay,B.D.Favis,Polymer blends containing poly(3-hydroxyalkanoaoe)s,polymer review,1994,35(24):5155-5169)。
共聚法的缺陷是工艺较为复杂,价格比较昂贵;而上述二元共混物中,第二组分PVA(聚乙烯醇)熔融温度较高,不易加工,PE(聚乙烯)、PS(聚苯乙烯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等不能够降解,PEO(聚氧化乙烯)改善PHB的韧性比较明显,但PEO容易水解,CAB(纤维素酯)增韧强效果较好,但共混物在短期限内容易重新变脆。因此,本发明考虑采用三元共混的方法,选择两种环境友好材料作为第二和第三组分加入PHB中,在改善韧性的同时又保持其完全自然降解性。
发明内容
本发明的目的是针对聚(β-羟基丁酸酯)的脆性问题,以PEO和CAB与聚羟基丁酸酯共混构成三元共混物,改善材料的韧性;同时,由于PEO和CAB都是可完全降解的环境友好材料,因而聚(β-羟基丁酸酯)三元共混物可实现自然降解。
本发明的技术方案是:可降解聚(β-羟基丁酸酯)三元共混物,由聚(β-羟基丁酸酯)70~92%,聚氧化乙烯4~20%,纤维素酯3.5~20%,助剂0.5~2%组成。
具体工艺过程如下:
聚(β-羟基丁酸酯)的处理:将聚羟基丁酸酯粉料在去离子水中浸泡1-4天,然后过滤,将过滤后的聚(β-羟基丁酸酯)粉料置于烘箱内在80~100℃干燥至恒重,得到聚(β-羟基丁酸酯)的原料。
混料:将第二组分、第三组分等原料及其它助剂与聚(β-羟基丁酸酯)基体原料定量混合均匀。
热压成型:将混合均匀的混合物料放入加热至60~90℃的模具中,在油压机中预压实,然后将模具置于油压机中,将模具加热至160~195℃热压成型,压力为7~12Mpa,时间20~40分钟,模具温度降至60℃以下退模,得到增强增韧的聚(β-羟基丁酸酯)三元共混物。
本发明方法工艺简单,适用范围广,有明显的可持续发展的潜力和推广应用价值。具体体现在:其制品丢弃后能够完全降解,为彻底治理“白色污染”保护生态环境,提供了新技术;另外其制品废弃物无毒害,回收后仍可作饲料、肥料,进而形成物质资源的良性循环。
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