一种降解速率可调的低成本降解塑料袋及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种降解速率可调的低成本降解塑料袋及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种降解速率可调的低成本降解塑料袋及其制备方法


[0001]本专利技术涉及全生物降解材料

。
更具体地，涉及一种降解速率可调的低成本降解塑料袋及其制备方法
。

技术介绍

[0002]目前，塑料污染问题日益严重，特别是一次性包装材料成为了主要塑料污染源
。
为了缓解和彻底解决塑料问题，国家和市政府大力推广降解塑料袋以替换传统塑料袋，但由于其高昂的成本价格，影响了降解塑料袋的应用推进
。
因此，低成本生物降解塑料袋的制备技术是突破目前生物降解塑料袋价格高昂的必要技术手段
。
显著降低生物降解袋的成本有利于解决目前治理塑料污染中消费者利益受损问题，因此，既保证塑料污染治理的需求，促进生态文明建设，又保障了消费者利益
。
[0003]但一味地追求低成本也不是可取的，也应同时兼顾考虑到降解塑料袋的多种应用途径
。
根据降解塑料袋类产品的不同使用场景，对产品的降解周期要求也各不相同，例如厨余垃圾袋希望5‑
10
天能自然破袋，而购物袋等长周期包装塑料袋则希望在产品保质期半年内无明显降解
。
因此开发不同降解周期的降解塑料袋制品是推广生物降解塑料的重要保证技术之一
。
降解周期可控技术可以开发系列根据应用需求的场景式产品，拓展降解产品应用空间，有助于推动国家禁塑令的全面实施和国家生态文明建设
。
[0004]为了调节降解材料的降解速率，目前可以归纳为两种调节方式，一种是通过共混的方式，在生物降解材料基体中引入易
(
不易
)
降解或易
(
不易
)
吸水的组分以达到促进
(
抑制
)
生物降解材料基体的降解，从而调节降解速率，这类方式成本低，操作简单，调节降解速率幅度大，但由于相界面的存在造成力学性能大幅下降，很难满足使用要求；另一种是通过在分子主链上共聚易
(
难
)
亲水性或易
(
难
)
水解单体以达到促进
(
抑制
)
生物降解材料的降解，从而实现降解速率可控，这类方式成本高，操作复杂，调节降解速率幅度小，很容易随着更多外加单体的引入导致聚合反应过程提前终止，聚合物分子量不易提高，从而影响力学和热性能，不易满足使用要求
。
综上所述，人们在研究调节降解材料的降解速率过程中，调节降解速率的同时，特别是加速降解，往往会牺牲材料的大部分热学性能和力学性能
。
因此，如何兼具低成本和使用性能的前提下可大幅度调节降解速率是个富有挑战的问题
。
本专利专利技术的一种降解速率可调的低成本降解塑料袋可以有效克服上述问题
。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的一个目的在于提供一种降解速率可调的低成本降解塑料袋
。
本专利技术提供的降解塑料袋具有大幅度可调的降解速率，满足降解塑料袋类产品在不同使用场景下的降解周期需求，同时成本低廉，适合在市场中推广应用，还可相比于其它具有相同力学性能的降解材料，具有更加优异的快速降解性能
。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供一种制备如上所述的降解速率可调的低成本降解塑料袋的方法
。
本专利技术提供的制备方法具有操作简单，成本低廉的优点
。
[0007]为达到上述第一个目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0008]本专利技术公开一种降解速率可调的低成本降解塑料袋，包括如下重量份数的原料：
[0009]生物降解聚合物
100
份；
[0010]降解速率调节剂5‑
30
份；
[0011]致廉剂
10
‑
30
份
。
[0012]在上述原料配方中，通过调整降解速率调节剂的组成来实现对材料降解速率的控制，制备出一系列不同降解周期的材料，以满足不同使用场景下的应用需求
。
于此同时，随着致廉剂的引入，降低材料的成本，并且致廉剂中的表面活性剂可对致廉填料进行表面处理，改善填料与基体树脂之间的相容性，提高材料的力学性能，绝干剂减少填料中的水分对材料的影响
。
综合原料各组分的合理搭配，最终得到一类成本较低
、
降解速率可控
、
力学性能好的降解塑料袋制品
。
[0013]进一步，降解速率调节剂包括抑降剂和促降剂，抑降剂和促降剂的不同组合和在原料配方中的占比会影响材料降解周期和力学性能的变化
。
其中抑降剂为酰胺类交联剂，通过酰胺类交联剂的作用将生物降解聚合物分子链之间或分子链两端连接起来，增加了分子量和生物降解聚合物分子链间相互作用，从而减慢降解速率的同时显著提升力学性能，值得注意的是不同于一般的交联剂，在本专利技术中选用的含有酰胺键的交联剂本身也是可以水解的，具有可降解性，只不过相比酯键来说，水解速率较为缓慢
。
其中促降剂为碱性化合物，通过碱性化合物与水作用，提供碱性环境，尽管牺牲部分力学性能但显著地促进聚合物酯键水解的进行，加快降解速率
。
在本专利技术中通过调节抑降剂和促降剂的比例，得到一系列兼顾了力学性能和降解性能的材料
。
[0014]进一步，所述降解速率调节剂中，抑降剂和促降剂的质量比为
1:0
‑
20
；示例性地，所述抑降剂和促降剂的质量比还可以为
1:0
‑5，
1:0
‑
10
，
1:0
‑
15
，
1:5
‑
10
，
1:5
‑
15
，
1:5
‑
20
，
1:10
‑
15
，
1:10
‑
20
，
1:15
‑
20
等等，本领域技术人员可以根据应用需要进行调整
。
[0015]进一步，所述抑降剂包括但不限于
N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺
、N
‑
羟甲基丙烯酰胺
、
双丙酮丙烯酰胺中的一种或至少两种的组合；优选地，所述促降剂包括但不限于氧化钙
、
氧化镁
、
氧化钡
、
氢氧化钾
、
氢氧化钠
、
氢氧化钙中的一种或至少两种的组合
。
[0016]进一步，降解速率调节剂的组合可以为
N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和氧化钙的组合，
N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种降解速率可调的低成本降解塑料袋，其特征在于，包括如下重量份数的原料：生物降解聚合物
100
份；降解速率调节剂5‑
30
份；致廉剂
10
‑
30
份
。2.
根据权利要求1所述的降解塑料袋，其特征在于，所述降解速率调节剂包括抑降剂和促降剂；优选地，所述降解速率调节剂中，抑降剂和促降剂的质量比为
1:0
‑
20。3.
根据权利要求2所述的降解塑料袋，其特征在于，所述抑降剂选自
N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺
、N
‑
羟甲基丙烯酰胺
、
双丙酮丙烯酰胺中的一种或至少两种的组合；优选地，所述促降剂选自氧化钙
、
氧化镁
、
氧化钡
、
氢氧化钾
、
氢氧化钠
、
氢氧化钙中的一种或至少两种的组合；优选地，所述
N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和氧化钙的质量比为
1:0
‑
20
；优选地，所述
N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和氢氧化钙的质量比为
1:0
‑
20
；优选地，所述
N
‑
羟甲基丙烯酰胺和氧化钡的质量比为
1:0
‑
20
；优选地，所述
N
‑
羟甲基丙烯酰胺和氢氧化钠的质量比为
1:0
‑
20
；优选地，所述双丙酮丙烯酰胺和氧化镁的质量比为
1:0
‑
20
；优选地，所述双丙酮丙烯酰胺和氢氧化钾的质量比为
1:0
‑
20。4.
根据权利要求2所述的降解塑料袋，其特征在于，所述抑降剂与生物降解聚合物的质量比不超过
5:100。5.
根据权利要求1所述的降解塑料袋，其特征在于，所述致廉剂包括致廉填料
、
表面改性剂和绝干剂；优选地，所述致廉填料选自云母
、
滑石粉
、
类水滑石
、
玻璃微珠
、
碳酸钙
、
氧化锌
、
三氧化二铝
、
二氧化硅
、
硅酸钠
、
硼酸锌
、
硫酸钡
、
硫酸钠
、
硅灰石
、
高岭土
、
绿泥石
、
蛇纹石
、
玉米淀粉
、
红薯淀粉
、
尿素
、
碳酸氢铵
、
磷酸一铵
、
磷酸二铵
、
硝酸钾
、
硝酸铵
、
硫酸钾
、
氯化钾中...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄志超，季君晖，黄丹，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：