[发明专利]生物降解组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种生物降解组合物、其制备方法和应用，特别涉及一种新的淀粉降解树脂组合物、其制备方法和应用。

可生物降解树脂基本上可分为两大类：一、采用生物或化学的方法合成具有生物降解性的羟基酸类的聚合物或它们的共聚物，如PHB(poly 3-hydroxy butyrate)，这类材料的优点是能完全被生物降解。但由于原材料的来源及合成方法的限制，这类产品价格十分昂贵，是常用塑料的几倍甚至几十倍，而且当制成薄膜时，延伸率小，产品脆。如GB2058808，US 4293539。因而只适合于有特殊要求的用途。另一类是可生物降解的天然产物与合成树脂的共混物，其中天然产物提供了生物降解性，而合成树脂提供应用时所需的各种机械性能和加工性能。经常采用的天然产物有淀粉，纤维索及其它多糖和它们的衍生物。合成树脂可以是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。由于淀粉来源广泛，可再生，价格低廉，因此被广泛使用。而淀粉与合成树脂制作淀粉降解树脂的方法又分为三种：(a)、用淀粉和亲水性合成树脂如聚乙烯醇，乙烯-乙烯醇共聚物及其它添加剂制得，如WO 9102023。这类树脂生物降解性好，但其抗水性不好，产品的性能受环境湿度的影向很大，而且加工性能不好；(b)用有机硅化合物及钛酸酯处理干燥淀粉，使淀粉由亲水性物质变成疏水性物质，然后再与合成树脂共混。这种方法工艺简单，制品的加工工艺及设备与加工合成树脂可通用。但最终产品的淀粉含量只有6～16％，绝大部分都在10％以下。当淀粉含量高时，产品因机械性能很差而无法使用，但淀粉含量低，降解性能又很差；(c)将淀粉，聚乙烯，增混剂(EAA)，增塑剂等在有外加水的条件下，使淀粉糊化，同时使聚乙烯，EAA与之共混，挤出除去多余水后，造粒得淀粉降解树脂。这种方法的特点是淀粉的糊化，共混一次完成，而且使湿淀粉的应用成为可能。如EP 0409789A2。但是这种方法加工的淀粉降解树脂，其中的淀粉含量不高，当淀粉含量高于25％时，产品机械性能不好，而且制品的加工及使用受湿度的影响很大。当吹成膜时，不能得到较薄的膜，而且透明度不好。我们的试验表明，由这种方法得到的膜，厚度在50μ以上，而且在干燥的环境中贮存后很快脆化，延伸率激刷下降，热合性很差。电子显微镜观察发现，淀粉分散在聚乙烯中的粒度在30～50μ之间，分散性不好。淀粉是一种强极性高分子物质，分子之间和分子内都存在极强的氢键，而聚乙烯树脂则是一种非极性的聚合物，因此改善淀粉与聚乙烯树脂的相容性是这项技术的关键。另外，这种共混物在加工成制品时，由于淀粉和合成树脂的流动性不同，吹薄时易出现孔。现有技术中，主要是采用EAA作为增混剂，但研究表明EAA与淀粉只是部分相容而且基本属于物理混合。另外为了使淀粉糊化而外加的水，实际上起到了隔离聚乙烯树脂与淀粉的作用，因而影响了淀粉在聚乙烯树脂中的分散。当淀粉中的水份挥发后，淀粉又会重新结晶，因而分散的淀粉颗粒太大。这就影响了膜的厚度、强度，而且限制了淀粉的添加量。

在EP专利中，采用先用微生物或酶的作用，使淀粉粒度降低，然后加植物油乳化、包覆、喷雾干燥，可得粒度小的淀粉，因而可提高淀粉添加量。但处理十分繁杂。实际上目前公布的许多技术中，当淀粉添加量高于30％时，其机械性能就很难再与塑料相比较了，因而很难制得有实用价值的薄膜产品。

此外，现有技术中，人们忽视了聚乙烯的分子特性对树脂共混物的制备的影响，只强调其作为塑性材料的作用提供热成型性，机械性能。

如上所述，现有技术中，还不能得到成本低、可生物降解性好并且应用性能好的生物降解树脂组合物，特别是淀粉降解树脂组合物。

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点而提供一种生物降解组合物，特别是一种淀粉降解树脂组合物。

本发明的另一目的是提供一种制备所述的生物降解组合物，特别是淀粉降解树脂组合物的方法。

本发明的再一目的是提供由本发明的所述的生物降解组合物，特别是所述的淀粉降解树脂组合物制得的树脂薄膜产品。

按照本发明的一个方面，本发明提供了一种淀粉降解树脂组合物，所述的组合物包含：

(a)30-80％(重量)的含有下述成分的变性淀粉母粒：

   50-85％(重量)的淀粉；

   4-16％(重量)的增混剂；

   10-30％(重量)的增塑剂；

   1-4％(重量)的碱性添加剂；

   0.5-1.5％(重量)的生物降解促进剂；

   上述各组分含量之和等于100％；