[发明专利]一种生物降解吹膜树脂及薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物降解吹膜树脂及薄膜的制备方法，其由聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸‑丁二酸‑丁二醇酯(PBST)、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)、开口剂芥酸酰胺(EA)、抗水解剂聚碳化二亚胺、扩链剂苯乙烯‑丙烯酸‑甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物和苯乙烯‑马来酸酐‑甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物(ADR)的混合物中的一种组成。将PLA与PBST、EBS、EA、聚碳化二亚胺、扩链剂机械混合成预混料，经熔融挤出，水冷，切粒，烘干得到改性生物降解吹膜树脂；将吹膜树脂加入到吹膜机的加料斗内，开启吹膜机，经吹塑成膜，得到完全生物降解薄膜。该薄膜具有较好的力学性能，具有完全生物降解优点，有利于保护环境，解决非降解塑料薄膜带来的环境污染问题。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体为一种生物降解吹膜树脂及薄膜的制备方法。

背景技术

与传统的石油基塑料不同，聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇酯(PBST)是由石油基资源制成的脂肪族芳香族共聚酯，由两种共聚单体组成，一种是刚性BT链段(对苯二甲酸丁二醇酯)由对苯二甲酸和1,4-丁二醇单体组成，一种是柔性BS段(丁二酸丁二醇酯)由丁二酸和1,4-丁二醇单体组成。PBST兼有脂肪族聚酯的降解性和芳香族聚酯较好的力学性能。

聚乳酸(PLA)是由植物淀粉发酵而得的乳酸聚合而成，这是一种可再生资源，并且具有生物降解特性，对保护环境具有非常重要的意义。在石油能源日趋紧张的情势下，开发研究PLA树脂显得尤为重要。PLA本身的性能类似于通用塑料聚丙烯，如模量高、抗张强度大和可加工性能好。但是，PLA的脆性严重，抗冲击强度小于5KJ/m²，严重的限制了它在薄膜领域的广泛应用。

PBST具有可生物降解性，高达500％以上的拉伸断裂伸长率和低弹性模量，因此它可以增韧PLA。它们的共混物仍然是可生物降解的，并且理论上可分别具有PLA的高强度和PBST的高延展性和韧性。然而，PLA与其它组份的简单混合通常不能产生令人满意的性能，因为通常两组份之间是热力学不相容的，这是由于组份的分子链段之间不利的相互作用造成其不混溶或界面粘附差。为了改善聚合物共混物的相容性并增加基体和分散相之间的界面粘附性，常常使用反应性增容或加入增容剂提高相容性，来获得理想的性能。

抗水解剂为聚碳化二亚胺，含有亚胺官能团，能够与PBST、PLA的端羟基和羧基反应，结合到不同大分子片段(聚酯中的羧基和羟基)的末端的多功能添加剂，从而延长了聚合物分子链，增加了聚合物的平均摩尔质量，并且也可以使用作为共混物中的反应性增容剂，提高PBST和PLA的抗水解性能。

扩链剂ADR是苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸环氧丙酯或的苯乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸环氧丙酯低聚物，含有环氧官能团，能够与PBST、PLA的端羟基和羧基反应，结合到不同大分子片段(聚酯中的羧基和羟基)的末端的多功能添加剂，从而延长了聚合物分子链，增加了聚合物的平均摩尔质量，并且也可以使用作为共混物中的反应性增容剂。

熊凯等人公开的世界发明专利WO2018/028513A1公开了一种可生物降解薄膜及其制备方法，该方法将PBAT、PLA、滑石粉或碳酸钙、环氧类共聚物，经双螺杆挤出，再经吹塑加工，制得纵横向撕裂强度均衡的可生物降解吹塑薄膜。

秦文生等人的申请号为201710167009.5的中国发明专利公开了一种增强型全生物降解材料及其制备方法，该方法将PBAT、PLA、碳纳米管、硅烷或钛酸酯偶联剂，经双螺杆挤出，再经吹塑加工，可显著提高薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。

米庆华等人的申请号为201710572627.8和201710572630.X的中国发明专利公开了一种超薄透明全生物降解薄膜吹膜级材料及其制备方法，该方法将PBAT、PLA、增强增韧增透剂，增强增韧增透剂可以选择无机的疏水性纳米二氧化硅，或者有机的阿克玛AX-8900或ADX-1200s树脂相容剂或杭州爱克CE-AZ01增容剂中的一种或几种，再与环氧大豆油或有机硅油，经双螺杆挤出，再经吹塑加工，获得5微米厚度的超薄超透明全生物降解薄膜，可用于包装膜、购物袋、地膜。