[发明专利]一种可生物降解餐具材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可生物降解餐具材料，其按重量份计包括如下组分：100重量份的PBS，1～5重量份的有机化纳米粘土。所述的可生物降解餐具材料，在保证PBS热性能的前提下，能够提高PBS的机械性能、加工性能和力学性能，扩大PBS的使用范围。本发明还公开了上述可生物降解餐具材料的制备方法及应用，工艺流程简单，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种可生物降解餐具材料及其制备方法和应用。

背景技术

我国是一次性餐饮具消费大国，一次性餐饮具有广阔的市场前景，从泡沫饭盒到一次性木筷、从一次性纸餐盒到消毒餐具，都曾创造了财富，却一次次引发了消费危机和卫生环保问题。从80年代中期开始，一次性餐饮具便陆续兴起，早出现的是无法降解的泡沫餐饮具，导致了大量的白色污染。这些白色污染在一定程度上破坏了生态环境，使大面积绿色植被无法长存，给社会环境带来了很大的压力。

调查发现，如果仅从消费端产生的数量来看，全国每天丢弃的外卖一次性餐具至少2000万个，由于再生资源循环利用的渠道不畅，它们中大部分最终变成了垃圾，不得不以填埋或焚烧的方式处置。无论从能源浪费的角度，还是从加重城市运行负担和环境污染风险的角度，外卖一次性餐饮具带来的污染问题都已成为必须正视的问题。因此，亟需开发一种适用于餐饮具的可降解复合材料。

在这种需求大环境下，人们将目光放在了可生物降解的高分子材料上。可生物降解高分子材料对环境十分友好，将普通高分子材料替换为可生物降解高分子材料可减少废弃塑料的数量和其对环境的污染。而目前对于可生物降解高分子材料的研究还不是很多，所以可生物降解高分子材料具有良好的发展前景和研究意义。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是由丁二酸和丁二醇经过缩合聚合反应得到的，它的颜色为白色，无味，因为非常容易在自然状态下被一些微生物或酶给分解、降解，最后只剩CO₂和H₂O，所以PBS是一种可完全生物降解高分子材料，而且非常具有代表性。它的来源非常广泛，不光可以是石油矿物资源，还能通过生物酶发酵得到。此外，PBS还具有较好的生物相容性和生物可吸收性，故在医疗领域有一定的应用。PBS的熔点相较于其他可生物降解材料较高，一般在114℃左右，由于分子量和分子量分布的不同，PBS的结晶度也会不同，但通常在30％～45％之间。

PBS作为可生物降解高分子材料中的一种，它相对于其他降解高分子具有良好的力学性能、较高的使用温度和略低价格，但是与传统的高分子材料例如塑料、橡胶等仍存在一些差距。

发明内容

本发明的目的是提供一种可生物降解餐具材料及其制备方法和应用，其在保证PBS热性能的前提下，能够提高PBS的机械性能、加工性能和力学性能，扩大PBS的使用范围。

本发明所述的可生物降解餐具材料，其按重量份计包括如下组分：100重量份的PBS，1～5重量份的有机化纳米粘土。

进一步，所述的可生物降解餐具材料按重量份计包括如下组分：100重量份的PBS，5重量份的有机化纳米粘土。

进一步，所述有机化纳米粘土为有机化纳米蒙脱土。

一种可生物降解餐具材料的制备方法，其包括如下步骤：

步骤一，称取100重量份的PBS和1～5重量份的有机化纳米粘土，置于高混机中共混1min，得到共混物料；

步骤二，采用双螺杆挤出机将共混物料熔融挤出，再由切粒机造粒得到粒料；

双螺杆挤出机的各区温度为：所述双螺杆挤出机的加工工艺参数为：Ⅰ区温度为90～110℃、Ⅱ区温度为100～120℃，Ⅲ区温度为105～125℃，Ⅳ区温度为105～125℃，Ⅴ～Ⅸ区温度为110～130℃，机头温度为110～130℃，共混物料温度为110～130℃；