【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解的管材及其制备方法和应用
本专利技术属于可降解聚合物制品
,涉及可以生物降解的基于醋酸纤维素的塑料管材以及制备方法。
技术介绍
随着石油基塑料的开发应用,为人类生活带来了很多方便,但同时也带来了很大的环境问题。塑料袋、塑料包装、一次性聚丙烯快餐盒,塑料餐具杯盘、塑料饮料瓶、酸奶杯等日常生活用品用量很大,但自然降解速率缓慢,引发了环境污染。传统的石油基塑料难以在环境中降解,如PP、PE,其应用于塑料包装及一次性餐具会产生大量的塑料微粒,对生态环境产生不可逆转的损害。2019年3月27日,欧洲议会表决通过一次塑料制品禁令,自2021年起开始全面禁用一次性塑料产品,以控制塑料垃圾造成的环境污染。通过在塑料材料里面添加环境友好材料,可以降低塑料材料的使用量。添加剂包括无机盐,如碳酸钙,或添加天然高分子,如木粉、淀粉等。这种方法尽管在一定程度上有效,但是树脂基材仍是难以降解的石油基材料,而且降解后残余的小颗粒状不可降解塑料有可能对环境产生更大的危害。CN110527191A提供了一种无机降解可塑性母粒材料,含有如下组分:56-72%质量的碳酸钙矿粉;3-10%质量的聚乙烯;18-30%质量的聚丙烯;2-5%质量的玻璃纤维;以及3-5%质量的助剂。CN110330718A公开了一种全降解聚乙烯塑料薄膜及其制备方法,成分主要为聚乙烯、生态降解塑料母粒、淀粉、纳米氧化锌、抗坏血酸、聚乙烯醇和醋酸纤维素。这种方法生产的塑料制品可以在环境中快速崩解,但其树脂基材会以微粒形式快速流入环境中,难以从本质上解决白色 ...
【技术保护点】
1.一种可生物降解的管材,其特征在于,其中包括:/na)至少一种醋酸纤维素或其衍生物;/nb)至少一种可以降低醋酸纤维素热加工温度的塑化剂。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种可生物降解的管材,其特征在于,其中包括:
a)至少一种醋酸纤维素或其衍生物;
b)至少一种可以降低醋酸纤维素热加工温度的塑化剂。
2.根据权利要求1所述的可生物降解的管材,其特征在于,所述醋酸纤维素或其衍生物骨架为多糖纤维素含有有机取代基团,其分子式或结构如下:
其中
3.根据权利要求1所述的可生物降解的管材,其特征在于,所述醋酸纤维素或衍生物为二醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素或醋酸丁酸纤维素。
4.根据权利要求1,2所述的可生物降解的管材,其特征在于:所述的醋酸纤维素及其衍生物,取代基为酰基时,X+Y+Z的值为1.5-2.8。
5.根据权利要求1所述的可生物降解的管材,其特征在于:所述的醋酸纤维素及其衍生物,其分子量为10000-120000Dalton;优选地,其分子量为20000-100000Dalton;更优选地,其分子量为25000-90000Dalton。
6.根据权利要求1所述的可生物降解的管材,其特征在于:所述的醋酸纤维素及其衍生物,其特性粘度为1.2-1.8dL/g,优选地1.25-1.75dL/g,更优选地1.35-1.7dL/g。
7.根据权利要求1所述的可生物降解的管材,其特征在于:所述的塑化剂为邻苯二甲酸酯类化合物,可选地,包括邻苯二甲酸二甲酯;邻苯二甲酸二乙酯;邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二乙酯,邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯;邻苯二甲酸二辛酯;邻苯二甲酸二异壬酯邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二环己酯中的一种或多种的组合。
8.根据权利要求7所述的可生物降解的管材,其特征在于:所述的邻苯二甲酸酯类化合物,在混合材料中所占的质量分数为1%-45%,优选的质量分数为10%-40%,最优选的质量分数为25%-35%。
9.根据权利要求1所述的可生物降解的管材,其特征在于:所述的塑化剂包括甘油酯类、柠檬酸酯类、乙酰柠檬酸酯类、乙二醇低聚物、丙二醇低聚物、乙二醇丙二醇共聚物、环氧植物油酯及其它脂肪酸酯类增塑剂的一种或者多种的组合;其中,
所述的甘油酯类塑化剂,是指具有下面分子结构的一类化合物:
R3,R4,R5=H,
其中,
R3,R4,R5=H,
可选地,当塑化剂是三醋酸甘油酯时,在混合材料中三醋酸甘油酯添加量为1%-45%,优选的10%-45%,更优选的25%-40%;
所述的柠檬酸酯类、乙酰柠檬酸三丁酯类塑化剂,是指具有下面分子结构的一类化合物,
其中,
R6=H,OH,
R7,R8,R9=CH3,C2H5,C3H7,C5H12,C7H15;
可选地,上述柠檬酸酯类包括柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丙酯、柠檬酸三丁酯;
可选地,上述乙酰柠檬酸酯包括乙酰柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三丙酯、乙酰柠檬酸三丁酯;
可选地,柠檬酸脂类塑化剂和三醋酸甘油酯类塑化剂混合使用,可以是三醋酸甘油酯和柠檬酸三丁酯;
可选地,柠檬酸三丁酯在混合塑化剂中的比例范围为0.1%-60%,优选比例范围在20%-55%之间;混合增塑剂在醋酸纤维素中的添加量为1%-45%,优选的10%-45%,更优选的25%-40%;
可选地,乙酰柠檬酸脂类塑化剂和三醋酸甘油酯类塑化剂混合使用,可以是三醋酸甘油酯和乙酰柠檬酸三丁酯;
可选地,乙酰柠檬酸三丁酯在混合增塑剂中比例范围0.1%-55%,优选地比例在20%-50%之间;混合增塑剂在醋酸纤维素中的添加量为1%-45%,优选的10%-45%,更优选的25%-40%;
所述乙二醇低聚物、丙二醇共聚物或乙二醇丙二醇共聚物是指分子量在150-1500g/mol之间的乙二醇低聚物、丙二醇共聚物或乙二醇丙二醇共聚物;
可选地,乙二醇低聚物的端基为羟基;PEG塑化剂分子量优选为200-1500g/mol,更优选的为250-800g/mol;可选地,增塑剂添加量可以为1%-45%,优选的10%-40%,更优选的20%-35%;
可选地,乙二醇低聚物、丙二醇低聚物或乙二醇丙二醇共聚物的端羟基被烷基或羧酸基取代的,包括三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、三乙二醇二醋酸酯;一种或几种塑化剂添加量为1%-45%,优选的为10%-40%,更优选的为20%-35%;
所述的环氧植物油酯,包括环氧大豆油,环氧硬脂酸丁酯、环氧糠油酸丁酯、环氧大豆油酸丁酯、环氧棉子油酸丁酯、环氧菜油酸丁酯、环氧妥尔油酸丁酯、环氧苍耳油酸丁酯;
所述脂肪酸酯类塑化剂,包括2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯,2,2-二甲基-1,3-丙二醇,四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,单十二酸脱水山梨酸酯,单硬脂酸甘油酯,甘油单、双月桂酸酯,甘油三月桂酸酯,己二酸二(2-乙基己基)酯,己二酸二异壬酯,己二酸与1,2-丙二醇的聚合物的十二烷酸酯,异山梨醇二辛酸酯或生物基聚己内酯的中一种或者多种组合。
技术研发人员:孙利辉,苏日挺,苏凯,梁银春,董德俊,姚俊杰,沈晶晶,于星,陈晓璐,曹建国,
申请(专利权)人:南通醋酸纤维有限公司,珠海醋酸纤维有限公司,昆明醋酸纤维有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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