[发明专利]一种可降解塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可降解塑料及其制备方法。本发明将双金属配合物催化剂作为添加剂添加在聚酯或聚酰胺塑料中，为实现塑料在海洋等自然环境下降解、塑料堆肥条件下降解以及加速地膜的降解提供了可能。并且本发明所添加的双金属配体催化剂相较于生物酶催化剂更加稳定；在与塑料互溶时相较于生物酶催化剂可操作范围更广；并且相较于生物酶催化剂，该双核金属配体催化剂可以适用于多种聚酯或聚酰胺塑料，打破了传统生物酶催化剂的专一性限制。

技术领域

本发明涉及聚酯和聚酰胺塑料领域，具体涉及一种可降解塑料及其制备方法。

背景技术

近些年，塑料的大量使用带来了严重的环境和能源问题。正常情况下废弃塑料在环境中自然降解(比如海洋)需要数十年甚至上百年的时间。因此，如何加速废弃塑料的自然降解过程是一个巨大挑战。其中，通过将生物酶催化剂以添加剂的方式在塑料合成过程中加入其中，依靠海水、堆肥等条件加速塑料降解是一种非常有潜力的塑料处理途径。此外，做成含催化剂的可降解塑料产品也为加速农田中地膜的降解提供了可能。

生物酶催化聚酯塑料降解是一种温和、环保的有效方式，但其活性过度依赖温度和酸碱度、且抗外来污染能力差，容易在有添加剂或色素下发生失活，使其很难在复杂的生态环境中发挥催化作用。因此，开发新型可降解塑料产品，以塑料添加剂方式来加速传统聚酯和聚酰胺塑料在自然环境中的降解(比如海水中)、堆肥条件下的降解以及加速农田中地膜的降解是亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降解塑料，将双金属配合物催化剂以塑料添加剂的方式添加在塑料产品中，实现在海水、堆肥等条件下催化多种聚酯和聚酰胺塑料降解，以及加速农田中地膜的降解。

本发明的另一目的在于提供一种以上可降解塑料的制备方法。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种可降解塑料，该可降解塑料中包含催化塑料降解的催化剂，所述催化剂为双金属配合物。

该双金属配合物本身可催化塑料降解为单体，而本发明将其作为添加剂直接添加在塑料产品中，使其在塑料产品中相对稳定存在，并实现塑料的海水等自然环境降解、塑料堆肥条件下降解，以及加速地膜的降解。

根据本发明的可降解塑料，优选地，所述双金属配合物选自以下式1、式2、式3或式4结构通式的化合物：

其中，M₁和M₂表示金属原子，独立地选自Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Ca、Mn、Ru、Pd或Pt等过渡金属，且M₁和M₂两原子间距为M₁和M₂可以相同，也可以不同；

Y^n-选自NO₃^–、Cl^–、Br^–、OAc^–、ClO₄^–、OH^–或SO₄^2–等阴离子；

R₃独立地选自H、烃基、卤素、羟基或羧基，或者R₃与R₁或R₁’稠合形成环；

R₄选自H、烃基、卤素、羟基、羧基、硝基、甲氧基或含醚基团。

根据本发明的可降解塑料，优选地，所述烃基包括C1-C6的烷基，例如C1-C4的烷基。

根据本发明的可降解塑料，优选地，所述双金属配合物的结构为：