一种可降解地膜及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可降解地膜及其制备方法，按质量份数计，该一种可降解地膜包括以下组份：100份低密度聚乙烯、25~30份淀粉、30~40份增塑剂、8~12份分散剂、2~4份光稳定剂、2~4份抗氧剂和5~8份降解剂；热氧化降解剂包括金属有机框架材料UIO‑66和金属有机框架材料MOF‑5；低密度聚乙烯的分子量分布指数为1.0~1.2，低密度聚乙烯的重均分子量为20000~22000；在热氧化降解剂中，金属有机框架材料UIO‑66和金属有机框架材料MOF‑5的质量比为1:0.9~1.1，具有可降解的优点。

A degradable plastic film and its preparation method

The invention discloses a degradable plastic film and its preparation method. According to the mass fraction, the degradable plastic film comprises the following components: 100 parts of low density polyethylene, 25-30 parts of starch, 30-40 parts of plasticizer, 8-12 parts of dispersant, 2-4 parts of light stabilizer, 2-4 parts of antioxidant and 5-8 parts of degradant; and the thermooxidative degradant includes metal-organic frame material UIO, and metal-organic frame material. Molecular weight distribution index of low density polyethylene is 1.0~1.2, and the average molecular weight of low density polyethylene is 2000~22000. In thermal oxidative degradation agent, the mass ratio of UIO_66 and MOF_5 is 1:0.9~1.1, which has the advantage of degradability.

【技术实现步骤摘要】
一种可降解地膜及制备方法
本专利技术涉及一种可降解地膜及制备方法。
技术介绍
从环境问题分析，大量废弃的塑料制品因其不可降解性，给人类生存环境带来了“白色污染”的困扰。目前用来处理塑料废弃物等“白色垃圾”的方法很多，如焚烧、回收、掩埋等，但这些处理效果都不理想。若对废弃的塑料进行填埋处理，这种处理方法不但占用土地，而且由于通用塑料一般要经几百年才会降解，这样对土壤造成长期危害，影响农作物的生长，导致农作物减产；若做焚烧处理，会产生大量有毒、有害气体，污染大气环境，从而引起环境的二次污染；此外，大量散落的塑料还容易造成动物误食致死；成团成捆的塑料进入管道，易造成水利设施和城市设施的堵塞故障。若做回收处理，仅可处理25％的塑料垃圾，加之回收技术落后，处理费用过高，回收产品的性能和使用价值不高。我国每年产生约500万吨的塑料垃圾，而这些废弃塑料只有30％左右由个体业主自发回收利用，生产成不同的塑料制品，其余大部分进行卫生填埋或随意堆放，造成价值50多亿元资源的浪费和环境污染。严重污染生态环境是塑料制品是摆在人们面前最现、最严重的问题。因此，研发出可降解地膜具有一定的生产应用价值。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种可降解地膜，具有可降解的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种可降解地膜，按质量份数计，包括以下组份：100份低密度聚乙烯、45～55份填料、25～30份淀粉、8～12份分散剂、0.8～1.5份光稳定剂、0.8～1.5份抗氧剂和5～8份热氧化降解剂；所述低密度聚乙烯的分子量分布指数为1.0～1.2，所述低密度聚乙烯的重均分子量为20000～22000；所述热氧化降解剂包括金属有机框架材料UIO-66和金属有机框架材料MOF-5；在所述热氧化降解剂中，所述金属有机框架材料UIO-66和所述金属有机框架材料MOF-5的质量比为1∶0.9～1.1。采用上述技术方案，当激发能量大于其禁带宽度的时候，选用的热氧化降解剂就会产生电子和空穴，电子和空穴能够在其表面发生一系列氧化还原反应生成羟基自由基和氢过氧化物等活性基团，将薄膜降解成低分子物质；同时可通过淀粉对微生物的吸引作用将土壤中的微生物累积在薄膜上，微生物作用并分解淀粉及低分子物质，使薄膜最终为土壤同化；本申请采用特定比例的有机框架材料UIO-66和金属有机框架材料MOF-5作为热氧化降解剂，意外的发现其激发活性的温度较低、降解程度高、降解速率快、无光照要求，即使在低温下也可起到的较好的降解作用，且作用在本申请的方案中降解温和，减少外耗能促进降解，具有较好的节能效果。进一步优选为：所述低密度聚乙烯通过以下方法制备：将V2O5、三乙醇胺、氢气、氮气、乙烯和己烯加入到气相反应器中，在75～78℃和1.5～1.7MPa下反应2～4hr；在气相反应器中，控制氢气的分压为34～36％，氢气的浓度为250～350ppm；乙烯和己烯的摩尔比值为1∶0.028～0.031，乙烯、V2O5和三乙醇胺的质量比为100∶0.5～1.0∶2.5～3.5。采用上述技术方案，可获得分子量分布指数为1.0～1.2且重均分子量为20000～22000的低密度聚乙烯，克服技术偏见(现有技术中以V2O5为催化剂获得的低密度聚乙烯为宽分布，分布指数一般为4～10)。采用上述低密度聚乙烯，更有利于集中式的降解，提高降解效果。进一步优选为：所述一种可降解地膜还包括2～4份纳米二氧化钛；所述纳米二氧化钛填充在所述热氧化降解剂中，填充的方法为：将纳米二氧化钛溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入热氧化降解剂，混匀，控温105～115℃至溶剂挥干。采用上述技术方案，纳米二氧化钛是较好的光降解剂，可加快薄膜在光照下的降解；将纳米二氧化钛均匀的分散在热氧化降解剂上，纳米二氧化钛填充在热氧化降解剂的骨架上，作用力强，使薄膜上的不同区域均可起到较好的降解且降解较为均衡。进一步优选为：所述填料包括碳酸钙、火山灰粉和氯化钙；在所述填料中，所述碳酸钙、所述火山灰粉和所述氯化钙的质量比为1∶0.45～0.55∶0.05～0.08；所述分散剂包括矿物油和PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物；在所述分散剂中，所述矿物油和所述PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物的质量为1∶0.11～0.15；所述光稳定剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑；所述抗氧剂为抗氧剂1010。采用上述技术方案，通过火山灰粉和氯化钙的保温作用，可对薄膜起到一定的升温作用，提高其降解效果。本专利技术的第二目的是提供一种可降解地膜的制备方法。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：将配方量的低密度聚乙烯、填料、淀粉、分散剂、光稳定剂、抗氧剂和热氧化降解剂共混，加热至熔融，再将共混物共挤出。进一步优选为：所述热氧化降解剂用填充有纳米二氧化钛的热氧化降解剂替代。进一步优选为：包括以下步骤：将配方量的低密度聚乙烯、填料、淀粉、分散剂、光稳定剂、抗氧剂和热氧化降解剂共混，加热至105～115℃使其熔融，在105～115℃下保温1～3hr后冰水浴冷却至20～30℃，再加热至95～105℃并将共混物共挤出。采用上述技术方案，提高其无定形态，增加比表面积，增加处理面积，加快速率。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：在有光或避光环境中均具有较高的降解速率和降解程度，降解产品对环境的污染极小，实现绿色可持续发展。具体实施方式本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的保护范围内都受到专利法的保护。实施例1a：低密度聚乙烯，其通过以下方法制备得到：将V2O5、三乙醇胺、氢气、氮气、乙烯和己烯加入到气相反应器中，在75℃和1.7MPa下反应4hr；在气相反应器中，控制氢气的分压为34％，氢气的浓度为250ppm；乙烯和己烯的摩尔比值为1∶0.028，乙烯、V2O5和三乙醇胺的质量比为100∶0.5∶2.5。分子量的测定及分子量分布采用PL-GPC220以三氯苯为溶剂在150℃下的测定(标样：PS，流速：1.0ml/min，柱子：3xPlgel10umM1xED-B300x7.5nm)。低密度聚乙烯的分子量分布指数为1.1，低密度聚乙烯的重均分子量为21500。实施例1b：低密度聚乙烯，其通过以下方法制备得到：将V2O5、三乙醇胺、氢气、氮气、乙烯和己烯加入到气相反应器中，在78℃和1.5MPa下反应2hr；在气相反应器中，控制氢气的分压为36％，氢气的浓度为350ppm；乙烯和己烯的摩尔比值为1∶0.031，乙烯、V2O5和三乙醇胺的质量比为100∶1.0∶3.5。分子量的测定及分子量分布采用PL-GPC220以三氯苯为溶剂在150℃下的测定(标样：PS，流速：1.0ml/min，柱子：3xPlgel10umM1xED-B300x7.5nm)。低密度聚乙烯的分子量分布指数为1.2，低密度聚乙烯的重均分子量为21800。实施例2：一种可降解地膜，其通过以下方法制备得到：(1)将纳米二氧化钛溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入热氧化降解剂，混匀，控温105℃至溶剂挥干，得到填充有纳米二氧化钛的热氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解地膜，其特征在于，按质量份数计，包括以下组份：100份低密度聚乙烯、45~55份填料、25~30份淀粉、8~12份分散剂、0.8~1.5份光稳定剂、0.8~1.5份抗氧剂和5~8份热氧化降解剂；所述低密度聚乙烯的分子量分布指数为1.0~1.2，所述低密度聚乙烯的重均分子量为20000~22000；所述热氧化降解剂包括金属有机框架材料UIO‑66和金属有机框架材料MOF‑5；在所述热氧化降解剂中，所述金属有机框架材料UIO‑66和所述金属有机框架材料MOF‑5的质量比为1:0.9~1.1。

【技术特征摘要】
1.一种可降解地膜，其特征在于，按质量份数计，包括以下组份：100份低密度聚乙烯、45~55份填料、25~30份淀粉、8~12份分散剂、0.8~1.5份光稳定剂、0.8~1.5份抗氧剂和5~8份热氧化降解剂；所述低密度聚乙烯的分子量分布指数为1.0~1.2，所述低密度聚乙烯的重均分子量为20000~22000；所述热氧化降解剂包括金属有机框架材料UIO-66和金属有机框架材料MOF-5；在所述热氧化降解剂中，所述金属有机框架材料UIO-66和所述金属有机框架材料MOF-5的质量比为1:0.9~1.1。2.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述低密度聚乙烯通过以下方法制备：将V2O5、三乙醇胺、氢气、氮气、乙烯和己烯加入到气相反应器中，在75~78℃和1.5~1.7MPa下反应2~4hr；在气相反应器中，控制氢气的分压为34~36%，氢气的浓度为250~350ppm；乙烯和己烯的摩尔比值为1:0.028~0.031，乙烯、V2O5和三乙醇胺的质量比为100:0.5~1.0:2.5~3.5。3.根据权利要求2所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述一种可降解地膜还包括2~4份纳米二氧化钛；所述纳米二氧化钛填充在所述热氧化降解剂中，填充的方法为：将纳米二氧化钛溶于N,...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖荣金，
申请(专利权)人：廖荣金，
类型：发明
国别省市：福建,35