[发明专利]一种增塑可生物降解聚酯薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料薄膜制品，具体涉及一种可生物降解的增塑聚酯薄膜。此外，本发明还涉及一种制备该增塑可生物降解聚酯薄膜的方法，属于高分子材料领域。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展，高分子材料尤其是塑料薄膜的广泛使用给人们的生活带来了极大的便利。传统的塑料薄膜材料主要来自于石油，比如聚乙烯、聚丙烯等，这些塑料薄膜在使用过程中也带来了一系列的环境问题和能源问题。大量存在的塑料垃圾严重影响着人们的身体健康和生活环境，如一些农用土地因废弃地膜的影响而开始减产，废塑料引发的“白色污染”给环境造成严重危害。因此，随着不可再生的石油资源的日益减少以及人们对环保问题的高度关注，开发一种可完全生物降解的塑料薄膜材料成为全社会的研究热点。

聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)共聚酯(PBAT)、聚羟基烷酸酯(PHA)等都属于可生物降解聚酯材料，这类材料使用后能被自然界中微生物完全降解，最终形成CO₂和H₂O，不污染环境，是公认的环境友好材料。同时，制备这些生物降解材料的原料大部分是植物基。因此，促进这类材料的使用不仅可以节约宝贵的石油资源，而且材料使用完后不会给环境带来任何负面影响，市场前景广阔。

在以上这些可生物降解聚酯材料中，PLA来源广泛、价格低廉，具有良好的机械性能及物理性能；而且PLA制品的光泽性和透明度良好，性能和利用聚苯乙烯所制得的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法比拟的；PLA还是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的可生物降解塑料。但PLA性硬而脆，柔韧性差，且不耐热，加工难度大，不能直接制备成薄膜，限制了其应用范围。因此若选用PLA为原料制备可生物降解聚酯薄膜，则需要增加PLA的韧性，才能使其拥有更广阔的市场前景。目前，常用的PLA增韧改性技术有两种，一种是添加一定种类及份量的增塑剂来提高PLA的韧性；另外一种是将PLA与其它柔韧性好的可生物降解材料混合，制成共混可降解材料。然而，由于增塑剂及其它可生物降解材料与PLA的相容性问题，当在PLA中添加量过高时，二者都可能从材料中分离出来，从而降低PLA产品性能。因此，在以PLA为原料制备可生物降解聚酯薄膜时还需要加入性能优良的增容剂。

PBAT是由对苯二甲酸、己二酸和1,4－丁二醇聚合而成的三元共聚酯，其结构中含柔性的脂肪链和刚性的芳香键，因而具有高韧性和耐高温性，可以直接制备成薄膜材料；由于脂肪族酯键的存在，促使其具有生物可降解性，常用来与PLA共混来提高PLA的韧性和断裂伸长率。但PBAT是从石油产品中合成，而且相对于传统的聚丙烯、聚乙烯材料，售价较高，使制备成的薄膜与传统材料相比价格上失去了竞争力。为了减缓石油资源的消耗速度，并降低PBAT材料的成本，通常采用在PBAT改性过程中加入价格低廉的无机填料的方法来实现。但是，无机填料添加比例过大时，会降低PBAT制品的性能，影响其柔韧性和成膜性，因此需要加入一种增塑性能良好的增塑剂来保证其制品的力学性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种塑化性能好、力学性能高，具有一定的韧性和强度，能满足人们日常生活需要的可完全生物降解的聚酯薄膜。本发明的另一目的在于提供一种该可生物降解聚酯薄膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种增塑可生物降解聚酯薄膜，其由以下重量份的组分制成：可生物降解聚酯：100份、增塑剂：5-25份、无机填料：0-150份、抗氧剂：0.1-1份。

优选的是，所述可生物降解聚酯为聚乳酸和/或聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯；

更优选的是，所述聚乳酸的重均分子量Mw为10-40万；所述聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯的密度为1.18-1.30g/cm³，重均分子量Mw为5-8万，熔点为100-130℃；

优选的是：所述增塑剂为二乙酰环氧植物油酸甘油酯；

优选的是：所述无机填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉、钛白粉、云母、蒙脱土中的至少一种；

优选的是：所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、抗氧剂BHT、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)、亚磷酸三苯酯中的任意一种。