[发明专利]利用同一生物基控制共挤复合薄膜中各层同步降解的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可生物降解的多层共挤复合薄膜技术领域，特别涉及一种利用同一生物基来控制复合薄膜中各层同步降解的方法。

背景技术

多层共挤复合薄膜是指由三层或三层以上不同聚合物，采用共挤出吹塑方法、共挤出流延方法或共挤出拉伸方法复合而成的薄膜。这种薄膜作为塑料包装材料广泛用于食品、加工肉类产品、日用品、化妆品、化工产品、农药、军工产品等等，并且可以实现产品的密封软包装以及满足充气或抽真空、热成型等各种包装功能。在各种环境下具有高阻湿、阻氧、阻油、保香等各种阻隔性能。另外，这种薄膜还可以作为印刷基材通过凹版、凸版、柔版、胶版等方式印制各种图案和文字。

二十一世纪是环保世纪，环境保护问题已成为全球关注的焦点，也是各行各业发展的行为准则。为适应新时代的要求，塑料包装材料除了满足市场对包装质量和数量等日益提高的要求外，其发展必然以环保为主题而展开，其中塑料包装材料的可降解性就是本行业技术开发的重点之一。

可降解塑料是指在较短的时间内、在自然界条件下能够自行降解的塑料。目前，可降解塑料分为光降解塑料、生物降解塑料、光生物降解塑料和水降解塑料四大类。在这四大类可降解塑料中，生物降解塑料随着现代生物技术的发展 越来越受到重视，并已成为研究开发的新一代热点。

生物降解塑料是指在自然界微生物(如细菌、霉菌和藻类)的作用下，可完全分解为低分子化合物的塑料。自二十世纪八十年代中期开始，生物降解塑料经过多年研究开发，目前已取得了令人满意的进展。作为最新技术的代表，美国Bio-Tec环境有限责任公司（Bio-Tec Environmental LLC，地址7009 Prospect Ave NE Suite #202 Albuquerque New Mexico 87110 USA，网址www.GoEcoPure.com）研制出一种可以使塑料在被丢弃时产生生物降解的生物活性添加剂（生物基）。该生物活性添加剂由几种独有的生物活性化合物加入到母料中形成，其商品名为“EcoPure”。只要在塑料中添加“EcoPure”，该塑料即具有可生物降解的性能，唯一的条件是要在微生物丰富的环境中，例如填埋场或堆肥装置中才能最大程度地发挥作用。生物降解过程是从特有的膨胀开始，塑料中的生物活性化合物会使含碳聚合物更易受到微生物细菌的侵袭，当微生物细菌吞噬掉生物活性化合物后会产生酸性物质，从而使含碳聚合物基质膨胀。当膨胀接触到热及水分，能够扩张含碳聚合物的分子结构，膨胀在聚合物分子结构中创造空间后，生物活性化合物与母料的结合体就会吸引可以代谢和中和聚合物的微生物群。这些微生物群分泌酸液进一步剪断聚合物的分子长链，直至聚合物被分解成惰性腐殖质、二氧化碳和甲烷。这种生物降解过程可以在有氧环境下进行，也可以在无氧条件下进行。可以在有光照、热量及湿度的条件下进行，也可以在无光照、热量及湿度的条件下进行。与以往研究开发的生物活性添加剂（生物基）相比，“EcoPure”最具价值的特点是不仅可应用于大多数含碳链的普通商用塑料，比如PE、PET、PP、PS、尼龙、PVC、EVOH、聚碳酸酯等等，而且由于“EcoPure”的添加量少完全不影响塑料原有的机械性能和加工性能。

然而，美国Bio-Tec环境有限责任公司提供的生物活性添加剂“EcoPure”尽管可以应用于大多数含碳链的普通商用塑料，但对于多层共挤复合薄膜，由于具有多层复合结构，而且各层的聚合物不同，会导致各层材料的生物降解速率不同，最终影响薄膜整体的生物降解效果。据申请人了解，目前有关由不同聚合物共挤而成、具有相同降解速率的复合薄膜的生物降解应用技术还是一个空白，在国内外尚未见相关报道。但从市场需求量迅速增加的现状以及保护生态平衡出发，研究具有可生物降解的多层共挤复合薄膜已迫在眉睫，其中，如何使多层共挤复合薄膜中的各层材料在生物降解过程中的降解速率趋于一致是具有现实意义的重要研究课题。

发明内容

本发明提出一种利用同一生物基控制共挤复合薄膜中各层同步降解的方法，旨在利用现有生物活性添加剂“EcoPure”对大多数含碳链的普通商用塑料均具有生物降解性能的特点，来解决多层共挤复合薄膜中的各层材料在生物降解过程中的降解速率趋于一致的问题，从而达到开发可生物降解共挤复合薄膜的目的。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用同一生物基控制共挤复合薄膜中各层同步降解的方法，该方法针对三层或三层以上结构的共挤复合薄膜，以生物活性添加剂“EcoPure”作为生物基引入共挤复合薄膜的各层中，使共挤复合薄膜获得生物降解性能，其中，共挤复合薄膜中至少有两层为不同聚合物，各层聚合物在以下两类材料限定的范围中选择：