[发明专利]一种海水降解复合材料及其制备方法

说明书

本公开涉及一种海水降解复合材料及其制备方法，按质量份，所述材料由下述组分组成：聚己内酯(PCL)100份、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)5～15份、酸中和剂10～30份、乙醇酸酯5～15份、生物质填料0～100份、成型助剂0.5～1份组成，本公开的优点是材料具有优异的成型加工性能和出色的海水降解性能，并且降解速度可控，在室温环境下具有良好的储存性能，可用于制备可降解日用品、特种涂层材料及户外用品。

技术领域

本公开涉及可降解塑料领域，具体涉及一种海水降解复合材料。

背景技术

近年来，大量塑料制品被人们丢弃后所造成的海洋污染已经越来越为人们所重视，全生物降解塑料作为一种特殊的小众产品也在近些年突然火爆了起来。但一般的全生物降解塑料如聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯(PCL)等因为其较高的玻璃化转变温度或良好的疏水性或优异的结晶性能导致在海洋中的降解性能往往不尽如人意。例如聚乳酸(PLA)具有良好的生物降解性能，尤其在工业堆肥情况下，PLA可在3个月内降解掉。但若是PLA制品进入海洋，在海洋的低温环境下，PLA也可能在数年内都无法降解。PCL也是一种公认的全生物降解塑料，并且其具有非常有优异的力学强度和低温加工性能(PCL熔点在60℃左右)，但PCL在海洋中的生物降解性能并不好。陈晓蕾等人在[海洋渔业，32(1)，82～88，2010]报道了PCL在23℃海水中的降解性能，其结果表明，在长达10个月的测试下，PCL并未发生显著的降解现象，分子量的下降幅度也极为有限。

PCL具备海水降解性能，主要原因在于PCL的分子间通过酯键连接，并且其玻璃化转变温度较低(约-60℃)。在高于其玻璃化转变温度下，非晶区的PCL分子链段具有良好的运动活性，酯键相对较容易发生水解反应，并进一步降解成小分子，最终被微生物分解为二氧化碳和水。然而，由于PCL的结晶度较高，并且主链中有大量的-CH₂-结构，造成PCL的疏水性能良好，水分子攻击酯键难度增大。尤其在PCL的晶区，链段的规整堆砌使其降解性能进一步下降。因此，PCL的海水降解主要发生在非晶区，晶区在海水中可能在数年内都不会发生明显降解。此外，虽然己内酯单体的价格近年有所下降，相比普通的生物降解树脂，PCL的价格仍然相对较高。

PCL没能作为一种常见的可降解塑料被推广，除了价格因素外，其自身的力学性能、加工性能也是重要的影响因素。PCL的硬度较低，弯曲强度和模量较低，表现在制品刚性差。虽然PCL的吹膜性能尚可，但注塑性能较差，尤其是厚壁制品需要较长的成型周期。

鉴于上述原因，若要赋予PCL良好的海水降解性能、以及产品经济性，仍需对PCL进行改性，制备具有良好加工性能、价格适中的海水降解复合材料。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种海水降解复合材料，按质量份计，该复合材料包括以下组分：

优选地，本公开提供了一种海水降解复合材料，按质量份计，该复合材料包括以下组分：

优选地，所述酸中和剂为三聚氰胺。优选地，所述三聚氰胺的规格目数高于600目。优选地，所述三聚氰胺的规格目数为600目至1250目。

优选地，所述乙醇酸酯为乙醇酸甲酯、乙醇酸乙酯、乙醇酸丙酯、乙醇酸丁酯中的一种或多种。优选地，所述乙醇酸酯为乙醇酸乙酯。

优选地，所述生物质填料为木粉、竹粉、淀粉、秸秆粉中的一种或多种。

优选地，所述成型助剂为乙撑双硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺中的一种或多种。

本公开提供了一种如前文所述的海水降解复合材料的制备方法，包括如下步骤：