[发明专利]生物、光双降解薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及含有合成聚合物和生物降解聚合物的双降解薄膜的制备方法。

本发明还涉及一种由合成聚合物和生物降解聚合物组成的双降解薄膜。

本发明还涉及一种按照所述的制备方法制取所述的双降解薄膜的设备。

从所周知，聚乙烯等合成聚合物薄膜作为农用地膜、包装材料及垃圾袋等，给工、农业生产、人们的日常生活带来了极大的益处。但是塑料薄膜的大量推广使用也同时带来了全球性的环境污染。据有关部门调查统计，土地薄膜的残留量占投入量的三分之二左右，残留的地膜散留在田间土壤中，破坏了土壤结构和耕作条件，使农作物大幅度减产，牲畜误食了缠有残留膜的秸秆患病，甚至死亡。

近年来，人们一直在进行可降解的薄膜研究，类似中国专利CN85100494公开的在聚乙烯中加入光敏物质的光降解薄膜，在阳光的紫外线的照射下，光敏物质能催化薄膜实现光降解，但该膜仍为聚乙烯薄膜，成本不可能降低，降解效果欠理想，没能大批推广应用。

在聚乙烯等合成聚合物中添充廉价淀粉的生物降解薄膜报导颇多，但由于亲水的淀粉和聚乙烯性质差异大，淀粉粒度较大，用传统技术制取淀粉含量大于30％的符合农用地膜要求的薄膜几乎是不可能的，已有报导淀粉含量多在15％左右，制得的薄膜厚而脆，制备工艺较复杂，成本高，生物降解不完全，且多数处于实验室、研究室阶段，没能实现工业化生产。

本发明的目的是提供一种以合成聚合物和生物降解聚合物为基料的、可生物和光降解的薄膜，及这种薄膜的制备方法。

本发明的具体目的是提供一种含有聚乙烯和淀粉的降解薄膜、及其制备方法和实现所述制备方法的设备。

本发明的另一个目的是克服已有降解薄膜制备时选用材料的缺陷，简化制备工艺，降低成本，制备生物降解聚合物含量高的、符合农用地膜要求的、且能进行工业化生产的降解薄膜制备方法。

为实现上述目的，本发明的生物、光双降解薄膜的制备方法包括下述步聚：

a、将微粒淀粉，一定量的植物油助溶剂和微量光敏催化剂加入混炼机内，在80-100℃温度下混炼成均匀的预混合粉料。

b、将聚乙烯和所述的预混合粉料，按比例定量分别送入降解树脂混炼吹塑机的第一进料口和第二进料口，使从第二进料口进入的预混合粉料与已熔融的聚乙烯在所述混炼吹塑机的螺杆和机筒中的相应温区加热，物料在输送的同时被反复混炼、捏合，排气，形成热塑性熔化物，然后制备薄膜，或造粒。

上述步聚a中制得的预混合粉料是含淀粉和植物油等的生物可降解聚合物，其中微粒淀粉的重量比为85-95％，植物油助溶剂的重量比为5-15％，光敏催化剂的重量比为0.05-1％，所述的各组份的重量百分比之和应为100％。

所述的预混合粉料和聚乙烯按步骤b的方法分别送入所述的混炼吹塑机中混炼，二者的重量比分别是：预混合粉料20-50％，聚乙烯50-80％。

按上述制备方法制取的双降解薄膜的物征在于：所述薄膜中的物质是，0.01-0.5％光敏催化剂，15-60％淀粉，1-10％植物油助溶剂，35-80％聚乙烯。

按照上述方法制备所述的降解薄膜所用的设备是大连理工大学机械工厂制造的是SJST型降解树脂混炼吹塑机。

下面对本发明进一步详细说明。

用于本发明的合成聚合物可以是任何烯烃，优选低密度聚乙烯(LDPE)，线型聚乙烯(LLDPE)，高密度聚乙烯(HDPE)及EVA等，其熔融指数为2-4。

本发明所用的生物降解聚合物包括淀粉和植物油等。淀粉可以是市售的一切淀粉，例如玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、大米淀粉等。淀粉是亲水性的物质，和聚乙烯性质差异大，流动性差，已有技术多选用12微米以下的淀粉为薄膜填充料，用常规的单螺杆(或双螺杆)挤出机制取的降解薄膜不理想，更不能满足大面积的种植物用薄膜的要求。本发明选用3-12微米的微粒淀粉作填充料，这种微粒淀粉可以采用传统的研磨工艺等方法制取。同时采用植物油为助溶剂，通过混炼使微粒淀粉颗粒的表面覆盖一层油膜，在淀粉颗粒和聚乙烯之间形成一层过渡层，以缩小淀粉和聚乙烯之间的性质差异，改善淀粉颗粒的流动性，从而再经过共混使淀粉颗粒均匀分散于聚乙烯等合成聚合物中。上述的植物油助溶剂是菜子油、或大豆油、或胡麻油、或花生油、或棉籽油等植物油，也可以是它们的几种组成的混合油，如大豆油、胡麻油和菜子油的混合油等。在制备预混合粉料时，用85-95％的淀粉和5-15％的植物油助溶剂混炼制取本发明的生物降解预混合粉料。