[发明专利]一种环保易降解的塑料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保易降解的塑料及其制备方法，先以杨树树皮和红薯泥为原料，进行酯化改性，得到原料Ⅰ，然后以大豆拉丝蛋白为原料，利用聚乙烯醇进行改性处理，得到原料Ⅱ，最后将原料Ⅰ、原料Ⅱ、改性纳米材料混合交联，得到一种塑料产品，其中，改性纳米材料是先将钼酸铵与锌粉制成锌钼氧化物纳米材料，再利用N‑β‑(氨乙基)‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷改性处理而得。该塑料产品可完全生物降解，并具有优异的机械性能，可用作食品或药品等包装材料，市场应用前景好。

技术领域

本发明属于塑料加工技术领域，涉及一种环保易降解的塑料及其制备方法。

背景技术

市场上的塑料制品种类繁多，其中大部分以聚氯乙烯原料为主。这类塑料制品难于降解，且成型加工性能较差，加工时需添加色素、增塑剂、防老剂等助剂，而这些化学品均有毒性，在使用过程中给人类及环境两方面造成了共同隐患。特别是包装袋等薄膜制品是日常生产和生活中，使用范围广，使用量大，并且使用寿命短暂的一类产品，由于这类产品大多不能降解，废弃后给环境带来了颇为严重的白色污染。白色污染指的是废弃的塑料，需数百年才能分解。它造成的危害如下：破坏市容环境，遗弃的塑料制品随处可见，是造成环境脏、乱、差的一个重要原因，也破坏景观，影响城市形象；危害人体健康，遗弃的塑料制品如粘有污染物，会成为蚊蝇和细菌生存、繁殖的温床，危害人体健康；影响植物生长，破碎遗留在田间，不分解腐烂，破坏土地结构，阻碍植物吸收水分及根系生长；危及动物安全，散落在江河湖海及田野的废塑料碎片被动物及小生物误食，会导致生病、死亡。

生物降解塑料是一种节能环保新材料，有利于节约资源，减轻环境负荷；其废弃物的处理可采用堆肥化处理，可实现资源化再利用，符合可持续发展的要求，随着环境问题日益加剧，研究可生物降解塑料势在必行。生物降解塑料含有易被微生物分解的活性基团羟基、酯基、羧基等，当被放在自然环境中在一定温度和湿度条件下，由于微生物等作用，极易被分解成为水和二氧化碳，从而回归大自然。

生物降解塑料的发展最初始于上世纪70年代，经过30多年的发展，技术不断更新，产品性能不断提高。目前生物降解塑料主要通过微生物发酵或化学合成了具有生物降解功能的生物聚合物，如聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、二氧化碳聚合物(PPC)、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等。然而由于微生物发酵或化学合成的生物降解塑料原料来源有限，工艺复杂，生产成本过高，规模化生产困难，因此造成生物塑料价格过高，大面积推广使用受到限制，仅限于某些特殊领域应用。现在市场上的生物降解塑料主要是生物破坏型塑料，是以通用塑料如聚乙烯、聚丙烯为基体，与淀粉等可降解高分子进行共混制成的生物降解塑料。这类生物降解塑料只是解决了视觉上的污染，当其被埋在土壤中或直接在阳光、微生物作用下，高分子量的聚烯烃并没有发生降解，仅是混入其中的淀粉发生了生物降解，因而在塑料制品上留下的是一个个环状的空洞。因此，在生物降解材料技术领域，人们从保护生态平衡的角度出发，已经将开发的主攻方向转向对环境友好的可完全生物降解塑料。

但是目前研发的可完全生物降解塑料大多以牺牲机械性能指标为代价，不具有市场推广价值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环保易降解的塑料及其制备方法，可完全生物降解，并具有优异的机械性能，市场应用前景好。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保易降解的塑料的制备方法，具体步骤如下：

(1)先将干燥的杨树树皮制成树皮粉末，再将新鲜红薯捣碎成红薯泥，接着将树皮粉末倒入红薯泥中得到混合料，酯化改性，得到原料Ⅰ；

(2)然后将大豆拉丝蛋白利用聚乙烯醇进行改性处理，得到原料Ⅱ；

(3)最后将原料Ⅰ、原料Ⅱ、改性纳米材料和γ-丁内酯以质量比1：0.3～0.5：0.05～0.08：2～3混合后转移至反应釜中，在氮气气氛下，130～150℃和2～3MPa条件下反应35～45分钟，加入交联剂，熔融挤出流延，冷却成膜，干燥定型，即得所述的一种环保易降解的塑料；