[发明专利]一种增韧增强全降解聚乙烯母粒及其制备方法

说明书

一种增韧增强全降解聚乙烯母粒及其制备方法，属于高分子新材料的制备技术领域。本发明以聚乙烯为高分子基体，采用冷磨应力引发高分子的接枝聚合改性，同时将可见光填料、多孔性填料和微生物营养添加剂均匀反应性包覆其中，添加双(3,4‑二甲基苯亚甲基)山梨醇和甘油作为增透增柔改性调理剂，形成稳定的多功能易降解高分子复合材料，实现了复合材料的自氧化降解、热氧化降解、自然光降解、亲水降解和生物降解多因子协同增效的功能，将所得复合材料通过一步法熔融挤出造粒制得全降解聚乙烯母粒，能完全降解生成二氧化碳和水，可以直接吹膜制得成品使用，也可以作为母料添加进其它的高分子基体中去，实现混合高分子材料的多重降解功能。本发明工艺简单、节能高效、绿色无污染。

技术领域

本发明涉及一种增韧增强全降解聚乙烯母粒及其制备方法，属于高分子新材料的制备技术领域。

背景技术

随着人民生活水平的提高，一次性塑料包装制品带来卫生、方便的同时，也引起了严重的环境污染。为此，开发低成本、易于生产的全降解一次性塑料包装新材料，如垃圾袋、购物袋和餐盒等，具有重要的实际意义和环保公益价值。

目前市场上的可降解塑料包括生物降解聚酯，如聚乳酸、聚丁烯琥珀酸酯-已酸酯、聚羟基丁酸酯-戊酸酯、聚乙烯琥珀酸酯、聚酯酸胺和聚已内酯的复合物等，另有含降解促进剂的其它复合高分子材料。但是，由于目前的可降解塑料制品一般成本较高，且存在可降解程度和机械加工性能难以平衡的缺陷，很难与长期占据市场的现有塑料产品竞争，是生物降解塑料进入市场的主要障碍。但近年来，随着环境污染压力的不断增大，对环保塑料的需求逐渐增长，市场急需开发新型可降解环保塑料及新技术，以降低可降解塑料的生产成本，提升对用户的使用吸引力。

高能球磨法利用反应粒子在超细磨过程中产生晶格缺陷、晶形转变和非晶化作用而使晶体内能升高、物质内部不断聚集能量以活化反应粒子，能在表面化学键断裂形成的不饱和键、自由离子和电子的作用下, 最终实现反应。高分子在应力的诱导作用下，可以产生大分子自由基，从而在常温冷磨状态下即可实现降解、接枝、嵌段、交联和引入其它官能团等反应。另外，固相应力场能诱导引发常规化学方法难以或无法进行的化学反应, 制备一般化学方法和加工手段不能得到的具有特殊性能的材料, 在材料研究领域成为热点技术，是高分子材料的制备和应用改性领域的一种绿色环保、节能高效的新技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中聚乙烯塑料的难降解缺陷，提供一种增韧增强全降解聚乙烯母粒及其制备方法，其通过添加高效光敏剂、氧化剂、生物诱发剂、降解促进剂、增韧增强改进剂、增透增柔调理剂和稳定剂等，通过一步冷磨改性和多次熔融共挤进一步改性的技术手段，实现了聚乙烯塑料的完全降解与优良的力学性能的结合。

本发明的技术方案，一种增韧增强全降解聚乙烯母粒及其制备方法，其以聚乙烯为高分子基体，通过添加少量聚丙烯腈和尼龙增加强度；添加亲水改性聚脲包覆的纳米三氧化钼进行多孔改性和促进可见光降解活性；纳米羟基磷灰石填料起增强改性作用；三乙烯四胺和环氧基硅烷偶联剂共同起到适度的网状交联亲水改性作用，同时氨基和环氧基可提高热氧化降解性；聚乙烯基醚和没食子酸丙酯起反应性光解促进剂的作用；乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和山梨醇聚醚起到增韧相容剂和应力释放剂的作用；羧甲基壳聚糖和柠檬酸提供路易斯酸催化作用和生物降解性；乙酰柠檬酸三正丁酯和新戊基多元醇多元酯混合物作为增塑剂；双(3,4-二甲基苯亚甲基)山梨醇和甘油作为增透增柔改性调理剂；通过一步冷磨法改性和多次熔融共挤进一步改性的技术手段，制得增韧增强全降解聚乙烯母粒，可引发光、水蒸气、微生物、热氧化等多重降解因子协同作用，在使用期过后，可以迅速降解，同时具有较好的强度和韧性。