[发明专利]用于发泡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发泡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

塑料工业在方便人类生活的同时，也导致了环境污染的加剧。目前全世界每年生产塑料约1.4亿吨，用后废弃的大约占生产量的50％-60％。而我国对环境污染最严重的集中表现为一次性餐具、塑料包装盒、袋和薄膜及医用制品的使用。

现在市场上使用的一次性制品主要是聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯/淀粉共混物和聚苯发泡制品，这些发泡一次性制品任何一种都不能达到生物降解成为CO₂和H₂O的目的。如聚丙烯/淀粉仅仅是物理方法将淀粉掺在聚丙烯聚合物中，没有真正接枝在聚丙烯大分子链上，虽导致淀粉降解而聚丙烯聚合物仍然没有降解，宏观上看制品已经碎了，但本质上是聚丙烯物质几何尺寸减小，而聚丙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)在某些性能上好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，得到成本市场可以接受的能用现有的发泡塑料生产设备进行批量生产的生物可降解的发泡材料，从而使其广泛地应用于包装领域一直是本领域所着力解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的发明人经过了大量的实验，选择了另一种生物可降解的聚乳酸与聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)共混形成组合物，更进一步，在聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)中添加聚乳酸和发泡剂及其它助剂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发泡制品，具有可以满足传统加工方法和正常使用性并可生物降解的优点。

本发明公开了一种可用于发泡材料的组合物，含有聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)、聚乳酸和发泡剂，其中聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)中4HB摩尔含量为5-95％。

本发明公开的上述组合物，发泡剂可为偶氮二甲酰胺、丁烷、二氧化碳、水、氮气之一，优选偶氮二甲酰胺或丁烷。

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％。

本发明公开的上述组合物，其中聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)、聚乳酸、发泡剂的质量份数为100、100～700、0.2～1.5。

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，其中聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)、聚乳酸、发泡剂、有机和或无机添加剂的质量份数为100、100～700、0.2～1.5、0～60。

本发明公开的组合物，还含有其它助剂，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、发泡剂、有机和或无机添加剂、其它助剂的质量份数为100、100～700、0.2～1.5、0～60、0～5。

本发明公开的共混组合物的主要成分是生物可降解的一种聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)和可生物降解的聚乳酸(PLA)。本发明公开的聚羟基丁酸酯共聚物P(3HB-co-4HB)为3羟基丁酸和4羟基丁酸无规则共聚物P(3HB-co-4HB)，分子式为：

其中4HB摩尔含量为5-95％。

本发明中可生物降解的聚乳酸(PLA)，具有通式：

本发明中发泡剂为偶氮二甲酰胺、丁烷、二氧化碳、水、氮气，其中偶氮二甲酰胺(AC)用做化学发泡剂，水、丁烷、二氧化碳、氮气用做物理发泡剂。