一种全生物降解耐药地膜组合物及其制备方法技术

一种全生物降解耐药地膜组合物，以重量份数计，由以下成分制成：聚乳酸100份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)50‑70份，乙酰柠檬酸乙酯，5‑10份，季戊四醇5‑10份，过硫酸铵0.1‑0.5份，抗氧剂0.1‑1份，抗紫外助剂0.5‑3份，耐药增加剂2‑10份，成核剂0.5‑2份。在过硫酸铵的引发作用下，聚乳酸与PBAT在挤出中发生交联反应，生成的组合物分子量增大，强度增加，降解缓慢，耐药性增强。

A fully biodegradable antibiotic film composition and preparation method thereof

A fully biodegradable film composition, consisting of 100 polylactic acid, 70 polyadipic acid / terephthalic acid Ding Erzhi (PBAT) 50, 10 acetyl citrate, 5 pentaerythritol 5, 0.5 ammonium persulfate, 0.1 ammonium persulfate, 0.1 antioxidants 1 copies, anti UV additives 0.5 3 copies, is made from the following components. Drug resistance increased by 2 to 10, and nucleating agent 0.5 to 2. Under the action of ammonium persulfate, the crosslinking reaction of polylactic acid and PBAT occurs in the extrusion. The molecular weight of the composition is increased, the strength is increased, the degradation is slow, and the drug resistance is enhanced.

【技术实现步骤摘要】
一种全生物降解耐药地膜组合物及其制备方法
本专利技术属地面覆盖薄膜
，确切地说，涉及全生物降解耐药地膜组合物及其制备方法。
技术介绍
在气温较低的环境下使用农用地面覆盖薄膜(以下简称地膜)，可以提高农作物的存活率，并且对农作物的生长起到催熟、增产的作用，因此被广泛应用。现有技术通常使用聚乙烯吹塑制备地膜，而聚乙烯原料都来源于石油化工产业等不可再生资源，随着石化资源的日益短缺使地膜原料的长期供应带来危机、成本也越来越高。并且，聚乙烯地膜在使用后不可降解或者需要很久才可缓慢降解，而通常如不处理会给环境带来白色污染，如通过焚烧处理将会带来大量废气污染。而且，在作物幼苗生长后期，幼苗需要顶破地膜才可以健康自由成长，使用现有的聚乙烯地膜需要人工刺破地膜协助幼苗穿透地膜生长，否则会影响作物的生长速度甚至造成作物畸形成长。为了解决塑料制品造成的“白色污染”问题，使用环境友好的完全生物降解聚合物替代传统的石油基塑料，已成为当前研究开发的热点。目前，国内外研究报导较多的可生物降解材料主要有微生物合成的聚羟基脂肪酸酯，聚羟基烷酸酯（PHA）等；化学合成的聚乳酸（PLA）、聚己内酸（PCL）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、脂肪族/芳香族共聚酯、脂肪族聚碳酸酯（APC）、聚乙烯醇(PVA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)等，部分已经商品化。在农作物的生长过程中难免会受到虫害的侵扰，导致收成下降，农作物在成长过程中不可避免的要打农药，但是大部分可生物降解材料容易被农药腐蚀，使得降解地膜在作物生长期提前破裂降解，降低了地膜的使用性能，影响了作物生长。聚乳酸的耐酸碱性与其结构有关，由于聚乳酸纤维中存在较多的酯键，因此其耐酸碱性较差，在酸或碱性条件下，将加速脂肪族聚酯的降解，从而降低该树脂的相对分子质量，市场上的农药大多为酸性或者碱性，在作物生长初期喷洒农药时容易造成聚乳酸过快过早分解，或者对聚乳酸造成溶解，破洞，影响了膜的保温效果。同时PLA存在着脆性严重的缺点，在很大程度上限制了其应用范围；因此，有必要开发一种耐药并且韧性高的全生物降解地膜，在农作物生长前期喷洒农药时对地膜没有影响。目前，国内外科研工作者已通过多种手段来提高PLA的韧性，主要包括共聚改性、添加增塑剂、加入填料以及与其他韧性聚合物共混等，其中，将PLA与其他韧性聚合物共混是最常用的方法之一，因为该方法在连续化工业生产中具有较高的效率。采用可降解韧性材料共混改性PLA可以在提高PLA韧性的同时保持材料的全生物降解性能，因此备受关注。PBAT是由己二酸、对苯二甲酸和丁二醇三种单体共聚而制备的一种全生物降解材料，其具有优良的韧性，断裂伸长率可达700%以上。此外，PBAT可通过与PLA相同的加工工艺成型，因此使用PBAT来增韧改性PLA成为众多科研工作者的选择，但是研究表明，PLA和PBAT溶度参数相差很大，直接将二者共混易导致复合材料的相分离。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于现有技术的不足提供一种全生物降解耐药地膜组合物，目的之二在于提供该地膜组合物的制备方法。本专利技术采用季戊四醇和过硫酸铵，使其可在加工过程中与PLA和PBAT发生反应，以减小两相界面间的张力，实现PLA和PBAT的高效融合，可以解决PLA和PBAT的界面相容性问题，同时配合其他助剂，得到的全生物降解地膜组合物生产的膜能够耐药。本专利技术所述全生物降解耐药地膜组合物，以重量份数计，由以下成分制成：聚乳酸100份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯50-70份，乙酰柠檬酸乙酯，5-10份，季戊四醇5-10份，过硫酸铵0.1-0.5份，抗氧剂0.1-1份，抗紫外助剂0.5-3份，耐药增加剂2-10份，成核剂0.5-2份。其中所述的聚乳酸为左旋光或者消旋光性聚乳酸，数均分子量在3-15万之间，分子量分布为1-2，结晶度20-60%。所述的PBAT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和PBT的特性，密度1.10～1.30g/cm3，玻璃化转变温度为-25～-35℃，熔点为110-120℃，巴斯夫公司生产。所述的乙酰柠檬酸乙酯是在柠檬酸乙酯基础上进行乙酰化，从而增加了它与基础树脂的结合力，增塑剂不析出，提高了材料的柔韧性及加工性能。所述的季戊四醇为白色粉末，工业级，能够作用于树脂两相界面，作为表面活性剂。所述的成核剂为二氧化硅。所述的过硫酸铵为白色粉末，工业级，作为反应性挤出的引发剂。其中抗氧剂优选2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和2，4，6-三[2-（2羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基）-4-甲基-6-叔丁基酚基]-氰尿酸酯复配，重量比为1：（0.5-1）。所述的抗紫外助剂为光稳定剂UV-3853S和光稳定剂Tinuvin119复配，重量比为1：1，所述光稳定剂UV-3853S为C12-21和C18不饱和脂肪酸-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶酯，其光稳定效果优良；所述光稳定剂Tinuvin119为高相对分子质量三嗪一哌啶缩合物，独特的分子结构使其具备抗酸性能；低挥发，抗迁移。所述耐药增加剂优选液体石蜡，用量优选3-8份，用量过多，会降低膜的强度，用量过少，吹塑的地膜疏水性较差；液体石蜡加入后，既可以起到增塑剂的作用，也可以使得最终制得的膜疏水性好，喷洒药物时滴落到膜上的药滴更容易从膜上滚落，不易附着在膜上，造成膜的腐蚀、水解。本专利技术组合物的制备方法如下：1）先将聚乳酸、PBAT在90℃烘箱中干燥4-5小时，取出备用；2）将烘干后的聚乳酸、PBAT及其他成分加入到混合机中高速搅拌，直至物料完全混合均匀，时间约为5-10分钟，然后放出物料；3）将混配好的物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机温度为150℃~170℃，喂料频率为20Hz~25Hz，主机转速为80r/min~100r/min，最后经冷却、切粒即得本专利技术组合物。将以上组合物在170-195℃条件下吹膜，膜厚为8-20μm。本专利技术的有益效果如下：1）在过硫酸铵的引发作用下，聚乳酸与PBAT在挤出中发生交联反应，生成的组合物分子量增大，强度增加，降解缓慢，耐药性增强；2）季戊四醇可以吸收残余羧基，减慢降解；3）同时该组合物的各组分配合，能够得到超疏水薄膜，薄膜与水的接触角150-160°之间，更加强化了耐药性。4）薄膜的开口性好。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步的说明，但并不因此限制本专利技术。实施例中聚乳酸的牌号为牌号Revode110，浙江海正生物材料有限公司，密度1.25±0.05，熔点140-155。实施例中PBAT的牌号为牌号TH801，东莞仁聚生物全降解塑胶有限公司，熔点110-120℃，密度1.2-1.28g/cm3。抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和2，4，6-三[2-（2羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基）-4-甲基-6-叔丁基酚基]-氰尿酸酯复配，重量比为1：1。所述的抗紫外助剂为光稳定剂UV-3853S和光稳定剂Tinuvin119复配，重量比为1：0.3；所述耐药增加剂为液体石蜡。表1本专利技术实施例1-6配方，kg。表2本专利技术实施例7-9、对比例1-4配方，kg。将实施例9的过硫酸铵换为DCP，加工过程中膜容易产生晶点，不好加工，并且影响膜的力学性能。以上各实施例的制备方法如下：1）先将聚乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全生物降解耐药地膜组合物，其特征在于以重量份数计，由以下成分组成：聚乳酸 100份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯50‑70份，乙酰柠檬酸乙酯，5‑10份，季戊四醇5‑10份，过硫酸铵0.1‑0.5份，抗氧剂0.1‑1份，抗紫外助剂0.5‑3份，耐药增加剂2‑10份，成核剂0.5‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种全生物降解耐药地膜组合物，其特征在于以重量份数计，由以下成分组成：聚乳酸100份，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯50-70份，乙酰柠檬酸乙酯，5-10份，季戊四醇5-10份，过硫酸铵0.1-0.5份，抗氧剂0.1-1份，抗紫外助剂0.5-3份，耐药增加剂2-10份，成核剂0.5-2份。2.根据权利要求1所述的全生物降解耐药地膜组合物，其特征在于所述的聚乳酸为左旋光或者消旋光性聚乳酸，数均分子量在3-15万之间，分子量分布为1-2，结晶度20-60%。3.根据权利要求1所述的全生物降解耐药地膜组合物，其特征在于所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，密度为1.10～1.30g/cm3，玻璃化转变温度为-25～-35℃，熔点为110-120℃。4.根据权利要求1所述的全生物降解耐药地膜组合物，其特征在于所述抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲醚复配，重量比为1：（0....

【专利技术属性】
技术研发人员：付宇经，宣兆志，阎宝林，李开磊，张鑫科，
申请(专利权)人：山东天野生物降解新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37