[发明专利]多孔介质/生物降解聚合物共混材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及可降解聚合物材料的制备方法。

背景技术

塑料以其易加工、质量轻、成本低、耐腐蚀、使用方便等优点，被广泛应用于国民经济的各个行业。特别是包装材料和农膜已经成为了人们日常生活生产的必需品，但是不可降解的农膜存留在土壤中不分解，会破坏土壤的透气性能，降低土壤的蓄水能力，影响农作物对水分、养分的吸收，阻碍禾苗根系的生长，从而造成农作物的大幅度减产，使耕地劣化。同时包装材料和农膜保护的是对环境水汽条件比较敏感的对象，例如食品或植物，如果水汽流失较大会造成食品不再新鲜或土壤干旱，而如果湿度过大会造成食品腐烂或农作物烂秧，所以具有一定透气性的可降解薄膜材料受到了人们的广泛关注。现有的具有一定透气性的可降解薄膜材料有以下三种：一、利用可降解聚合物材料和无机填料共混，通过聚合物薄膜拉伸成型过程中高聚物同填料发生相分离使基材产生孔隙的原理制备得到的，水汽可以自由通过这种薄膜的孔隙，没有水汽环境响应性能，不能对干燥环境中的水分进行有效保护；二、利用天然可降解的淀粉、甲壳素或纤维素改性聚烯烃材料，这种薄膜通过天然可降解材料的降解，使薄膜降解成碎片，但是其中的聚烯烃仍然是不能完全降解的，而且破碎的残片更加易于飘散和深埋难以清理，对环境会造成污染；三、利用天然植物纤维作为基材的环保薄膜，这种薄膜需要多步工艺对纤维进行处理，工艺复杂，设备成本高，而且天然植物纤维易于降解，使用寿命为1个月～3个月，使用寿命短。

发明内容

本发明是为了解决现有的利用可降解聚合物材料和无机填料共混制备的薄膜没有水汽环境响应性能、利用天然可降解材料改性聚烯烃的薄膜不能完全降解、利用天然植物纤维制备薄膜的工艺复杂、设备成本高、使用寿命短的问题，而提供多孔介质/生物降解聚合物共混材料的制备方法。

本发明的多孔介质/生物降解聚合物共混材料按质量份数比由1份粒径为1μm～50μm的多孔材料，0.2～2份低分子量的生物降解聚合物和1份～100份高分子量的生物降解聚合物组成；其中所述的低分子量的生物降解聚合物是粘均分子量为500Da～5000Da的生物降解聚合物，所述的高分子量的生物降解聚合物是质均分子量为150000Da～250000Da的生物降解聚合物。

所述的生物降解聚合物为聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基脂肪酸酯、聚-β-羟基丁酸酯、聚己内酯、聚乙烯醇、二氧化碳/环氧共聚物、脂肪族/芳香族共聚酯中的一种或其中几种的组合。

所述的多孔材料为A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、碳分子筛、活性炭、硅藻土、沸石或陶瓷中的一种或其中几种的组合。

多孔介质/生物降解聚合物共混材料的制备方法按以下步骤进行：一、按质量份数比称取1份粒径为1μm～50μm的多孔材料，0.2～2份低分子量的生物降解聚合物和1份～100份高分子量的生物降解聚合物，其中低分子量的生物降解聚合物是粘均分子量为500Da～5000Da的生物降解聚合物，高分子量的生物降解聚合物是质均分子量为150000Da～250000Da的生物降解聚合物；二、将经步骤一称取的低分子量的生物降解聚合物溶解在溶剂中，配制成浓度为0.17g/L～0.50g/L的聚合物溶液；三、将经步骤一称取的多孔材料加入到经步骤二制备的聚合物溶液中浸渍，浸渍时间为24h～48h，然后将多孔材料过滤出来并真空干燥，然后粉碎成粒径为1μm～50μm的粉末，得到吸附有低分子生物降解聚合物的多孔材料；四、将经步骤四得到的吸附有低分子生物降解聚合物的多孔材料与经步骤一称取的高分子量生物降解聚合物混合均匀，然后用双螺杆挤出机挤出，得到多孔介质/生物降解聚合物共混材料。

步骤一中所述的生物降解聚合物为聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基脂肪酸酯、聚-β-羟基丁酸酯、聚己内酯、聚乙烯醇、二氧化碳/环氧共聚物和脂肪族/芳香族共聚酯中的一种或其中几种的组合；

步骤一中所述的多孔材料为A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、碳分子筛、活性炭、硅藻土、沸石和陶瓷中的一种或其中几种的组合；

步骤二中所述的溶剂为四氢呋喃、三氯甲烷、甲苯或二甲苯。

步骤三中所述的干燥是这样进行的：若步骤二中所述的溶剂为四氢呋喃、三氯甲烷或甲苯，则真空干燥条件为：温度为60℃、真空度为-0.095MPa、干燥时间为2h～4h；若步骤二中所述的溶剂为二甲苯，则真空干燥条件为：温度为100℃、真空度为-0.095MPa、干燥时间为2h～4h。