[发明专利]一种可完全降解塑料膜及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于塑料膜生产技术领域，特别是一种可完全降解塑料膜及其生产工艺。

背景技术

进入21世纪，社会的可持续发展及涉及环境、能源和经济问题越来越受到人们的关注。废弃塑料带来的环境污染问题日趋严重，可降解塑料引起了人们越来越多的重视。目前的可降解塑料主要是生物降解，即在塑料中加入淀粉，利用微生物对淀粉颗粒的侵袭，使之从塑料共混物中除去，余下的塑料部分成为多微孔的易碎物质，降低了机械强度，直至成为粉状颗粒，以消除废塑料对土壤中空气运动的阻碍。这种可降解塑料的主要缺陷一是淀粉的含量决定塑料降解的速度，含量高降解快，含量低降解慢。用这类塑料制造不同用途的产品，则需要采用不同的淀粉含量，因而导致降解的速度也就不同。目前，在薄膜用料中，一般淀粉的含量为20～40％，即出现了材料的韧性降低，不利于吹膜加工等问题，如果淀粉含量再进一步降低，则降解速度过于缓慢，失去了添加淀粉的意义；二是消耗粮食资源多；三是工艺技术较为复杂，生产成本高，制品价格昂贵；四是淀粉基聚合物及其制品在掩埋后仅分解成肉眼看不见的微小颗粒，容易产生具有毒性的生物质；五是制品不耐用且易碎，必须通过特殊加工才能获得原料塑料的特性；六是在一般的储存条件下通过吸潮会丧失强度，使塑料不耐用。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械性能好、能消除塑料制品造成环境污染的可完全降解塑料膜及其生产工艺。

为实现本发明的目的所采取的技术方案是：该塑料膜由下列质量份数的原料制备而成：聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯45～95份、聚甲基乙撑碳酸酯5～50份、增容剂0.2～5份。

所述增容剂采用二异氰酸酯、二酰氯或硅烷偶联剂。

所述聚甲基乙撑碳酸酯的分子量范围为：50000～300000。

本发明可完全降解塑料膜的生产工艺是按以下步骤进行：

1)制备混合原料：按所述配比分别称取聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯、聚甲基乙撑碳酸酯和增容剂，并置入混料机中，混合均匀制成混合原料备用；

2)造粒：将制备的混合原料送入双螺杆挤出机中制成颗粒备用，挤出过程中从进料口到口模均布各点加热控制温度依次为：30℃，50℃，100℃，120℃，140℃，150℃，160℃，165℃，170℃，165℃；

3)成型：将制备的颗粒倒入吹膜机中进行吹膜即可，其中吹膜温度为140～180℃。

本发明采用的聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯是对苯二甲酸、己二酸和1，4-丁二醇的三元共聚酯，为近年来国内外研究较多的一种可完全生物降解的热塑性共聚酯，具有耐水性优良、柔韧性好和易成型加工等优点。但由于熔体强度不高、加工工艺复杂、价格昂贵等因素，使得其应用受到很大限制。聚甲基乙撑碳酸酯是由环氧丙烷与二氧化碳交替共聚的产物，是一种全降解的高分子材料，成本低，应用前景广阔，目前作为阻隔材料、发泡剂、黏合剂、压敏胶，以及与天然纤维或无机填料等共混材料得到应用。但是，二元聚合物聚甲基乙撑碳酸酯的热性能和机械性能相对较差，使得其在塑料制品中的应用也受到限制。本发明中聚甲基乙撑碳酸酯中加入聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯后，聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯与聚甲基乙撑碳酸酯中的副产物碳酸丙烯脂反应形成部分交联，可明显改善热稳定性和机械性能，各项性能均得到提高。因此，本发明以可完全生物降解的聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯为基体，与聚甲基乙撑碳酸酯在增容剂的作用下进行熔融共混，制备出相容性好、结构均一的共混材料，使用该共混材料进行吹膜或挤出流延，制成的共混材料薄膜不仅能够完全生物降解，而且其机械性能和加工的工艺性能均大大提高，生产成本大幅度降低。

按照上述方案制成的可降解塑料膜有如下有益效果：

(1)采用聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯为基体，通过聚甲基乙撑碳酸酯在特定增容剂作用下进行熔融共混，制备可完全生物降解的共混材料，提高了共混材料的相容性，拓宽了其使用领域；

(2)本发明采用价格较低的聚甲基乙撑碳酸酯作为原料的一部分，解决了聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯价格昂贵，不利于推广的问题；

(3)本发明采用具有优良气体阻隔性的聚甲基乙撑碳酸酯作为原料，所得的可完全生物降解的共混材料具有优良的气体阻隔性，解决了聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯阻隔性差的问题；

(4)本发明采用聚甲基乙撑碳酸酯作为原料的一部分，解决了单独使用聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯制备薄膜的粘连问题；

(5)本发明采用增容剂来进行反应挤出，使共混材料的热性能得到很大提高；