[发明专利]一种全生物降解石墨烯基PBAT包装袋的制备方法

说明书

一种全生物降解石墨烯基PBAT包装袋的制备方法，属于新型碳材料石墨烯与生物可降解材料的交叉技术领域，本发明的目的在于提供一种PBAT在生物基材料中的应用，首先，设计合成一种生物可降解高分子修饰可再分散氧化石墨烯粉体，其次，基于自制改性石墨烯和改性碳酸钙，采用机械熔融共混法制得可生物降解石墨烯基PBAT母料，最后，将上述自制可生物降解石墨烯基PBAT母料采用吹膜工艺制得可生物降解石墨烯基PBAT包装袋。相对传统可降解包装袋，不仅拥有全生物降解和绿色环保特性，且含有的石墨烯对土壤具有优异的改良效果和肥效，同时制造成本低、包装袋强度和隔离性能好，制备过程简单，易于工业化生产和规模化推广。

技术领域

本发明属于新型碳材料石墨烯与生物可降解材料的交叉技术领域，具体涉及一种全生物降解石墨烯基PBAT包装袋的制备方法。

背景技术

塑料购物袋是日常生活中的易耗品，中国每年都要消耗大量的塑料购物袋。塑料购物袋在为消费者提供便利的同时，由于过量使用及回收处理不到位等原因，也造成了严重的能源资源浪费和环境污染。特别是超薄塑料购物袋容易破损，大多被随意丢弃，成为“白色污染”的主要来源。越来越多的国家和地区已经限制塑料购物袋的生产、销售、使用。这些环保购物袋产品是安全、环保的。为建设资源节约型和环境友好型社会，从源头上采取有力措施，督促企业生产耐用、易于降解的塑料购物袋，促进资源综合利用，保护生态环境，进一步推进节能减排工作。

按原料来源区分，可生物可降解塑料有化石基可生物降解塑料和生物基可生物降解塑料，前者以煤、石油、天然气原料生产，主要有二元酸二元醇共聚酯系列（包括PBAT、PBS、PBSA）、聚己内酯（PCL）、聚乙醇酸（PGA）、聚乙烯醇（PVA）和CO₂共聚物等；后者采用生物质原料生产，主要有聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）、全淀粉基材料、纤维素材料等。PBAT的化学名称为聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯，英文名称Poly(butyleneadipate-co-terephthalate)，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA(聚己二酸丁二醇酯)和PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)的特性，既有较好的力学性能，又有较高的延展性和断裂伸长率，还具有优良的生物降解性，是一种性能优异的全生物可降解塑料。作为一种重要的石油基可生物降解塑料，PBAT生产原料来源方便、生产成本低，是当前行业关注的热点。

然而，与普通塑料相比，PBAT存在结晶性差、熔体强度低以及价格高等问题，限制了其在纤维和膜材料领域的应用，因此，需要对PBAT进行改性。PBAT与其它可降解材料、无机填充物的并用，不仅可以改善PBAT的加工性能和降低生产成本，满足实际应用需要，还可以拓宽其适用范围和领域。但随着环保要求的提高和可持续绿色发展的要求，对于可降解材料的需求愈发强烈，开发高性能、低成本的PBAT及其复合材料将是高分子材料加工的热门领域，对推广可生物降解材料在生物基材料中的应用，实现绿色发展起着重要的作用。

发明内容

本发明针对PBAT存在的因结晶性差、熔体强度低以及价格高等问题，限制了其在纤维和膜材料领域的应用的问题，提供一种全生物降解石墨烯基PBAT包装袋的制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种全生物降解石墨烯基PBAT包装袋的制备方法，包括如下步骤：

第一步，可再分散氧化石墨烯的制备

将氧化石墨烯分散液的pH通过氨水调节到10~11之间，而后加入PVP，在室温下机械搅拌2h，而后加入可室温溶解的淀粉，继续搅拌2h~4h，最后，将该溶液在60~70℃下真空喷雾干燥，获得淀粉修饰的氧化石墨烯；

第二步，改性碳酸钙的制备

将硅烷偶联剂溶于乙醇中，与碳酸钙湿法共混，自然干燥24h后，进一步在60~80℃干燥4~6h，而后采用粉碎机粉碎得到疏水的改性纳米碳酸钙；

第三步，全生物降解石墨烯基PBAT母料的制备