[发明专利]用于片材、薄膜、管材、纤维材料的含聚羟基丁酸酯共聚物和聚乳酸的组合物

说明书

技术领域

本发明属于高分子技术领域，更具体地，本发明公开了一种用于片材、薄膜、管材、纤维材料的可生物降解的高分子聚合物的组合物，可广泛用于包装制品。

背景技术

塑料包装具有方便、卫生、安全等一系列优点，已经成为人们生产生活中不可分割的一部分。但是其不可降解性也导致了环境污染的加剧。尤其我国现在塑料制品没有回收制度和垃圾分拣制度，随意丢弃的垃圾严重污染着环境。中国现在面临着塑料制品严重污染环境的问题，据2006年不完全统计，北京市区超市中平均每消费一百元的物品就需要2～3个塑料袋，一个超市平均一天消耗近万个塑料袋，一年北京市消耗约50亿个塑料袋，价值5000万元/年。这还没有加上制品本身的包装和其他领域的塑料包装制品。

现在市场上使用的可生物降解塑料包装制品的原材料主要是聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯/淀粉共混物、聚乙烯/淀粉共混物等制品，这些制品任何一种都不能达到生物降解成为CO₂和H₂O的目的。如聚乙烯/淀粉仅仅是物理方法将淀粉掺在聚乙烯聚合物中，没有真正接枝在聚乙烯大分子链上，虽导致淀粉降解而聚乙烯聚合物仍然没有降解，宏观上看制品已经碎了，但本质上是聚乙烯物质几何尺寸的缩小，而聚乙烯大分子没有发生根本变化，这样反而加速影响土壤的质量和环境污染。

经过检测及文献资料表明，聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)在某些性能上优于已上市的其它聚羟基烷酸酯共聚物(如PHBV、PHBHHx)。其主要特点是柔韧性增大，而且在自然环境如海水、污水或细菌密集的土壤中经过3-6个月的时间能够完全降解成二氧化碳和水。该聚合物是利用发酵方法生产，生产过程清洁，对环境不造成污染。

由于聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)通常是半结晶性的热塑性聚酯化合物，具有低的结晶度和熔点，在加工中结晶速率慢，同时冷却后也会粘附在一起，影响了制品的正常收集及生产产量，而且目前这种生物共聚酯的成本还相对较高。

因此，如何利用聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)具有的可生物降解的特性并克服其低结晶度和熔点，得到成本低、市场可以接受的，并能用现有的传统生产设备进行批量生产生物可降解的塑料包装制品如片材、薄膜、管材、纤维材料类的包装材料，从而使其广泛地应用于包装领域一直是本领域需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是公开一种可用于片材、薄膜、管材和纤维的含聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)和聚乳酸的组合物，用于生产塑料包装材料，替代由石油化工合成的不可降解的塑料原料，缓解不可降解塑料对环境污染，同时也节约石油能源，利用和开发可生物再生资源。

本发明的发明人经过大量的实验，在聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)中添加聚乳酸制成共混组合物以改变它的加工性能，得到适用于包装材料的制品，使其可以满足传统加工方法，并具有正常使用性能和可生物降解的优点。

更具体地，本发明公开了一种可用于片材、薄膜、管材和纤维材料的组合物，含有聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)和聚乳酸PLA；

本发明公开的上述组合物，聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)中4HB摩尔含量为5-95％；

本发明公开的组合物，还含有有机和/或无机添加剂，这些有机和/或无机添加剂为纳米～微米级颗粒，其中有机添加剂为有机固体，可以为淀粉、可降解的脂肪酸如甘油脂、蛋白质之一，无机添加剂可以为滑石粉、碳酸钙、硅、钛的氧化合物之一；

本发明公开的组合物，还含有其它助剂，其它助剂可以为硬脂酸、硬脂酸钙之一；

本发明公开的组合物，其中聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)、聚乳酸、有机和或无机添加剂、其它助剂的质量份数比为100∶100～300∶0～60∶0～1.5；

一种制备用于纤维的上述组合物的方法，为利用熔融或溶液静电纺丝方法制备微米～几纳米无纺纤维布；

上述的方法，其中电压为5kv～50kv，喷头直径0.5mm～1.5mm，接收距离5cm～35cm；

上述的方法，为溶液静电纺丝法，溶剂为可以溶解该组合物的任何溶剂。

上述的方法，其中溶剂为三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺之一，组合物的浓度按重量体积比为1％～20％。