用于促进聚合物光氧化降解和生物降解的双降解添加剂制造技术

本发明专利技术涉及用于促进聚合物光氧化降解和生物降解的双降解添加剂，其特征在于，按重量百分比计各组份配比如下：用作载体的树脂，30-50％；复合型光氧化降解促进剂，26-40％；光氧化降解诱导期调节剂，1-5％；羧酸或其衍生物，1-5％；微胶囊复合材料15-25％。本发明专利技术所述的双降解添加剂，可应用于多种聚合物，将其与聚合物按一定配比制成复合材料，能使复合材料既能发生光氧化降解又能生物降解，还能起到修复土壤和堆肥的效果，另外在很多应用场合还能起到阻隔氧气和阻燃作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物环保型降解添加剂，具体说是用于促进聚合物光氧化降解和生物降解的双降解添加剂。
技术介绍
关于光氧化降解它是光和氧两种降解作用的综合效应。其工作机理是含有光氧化降解促进剂的聚合物在光的作用下引发脱氢反应，将能量转给聚合物分子，使之发生断链和交联，即发生光催化降解反应，这个过程往往伴随生成含氧官能团(如羧基、羟基、羰基等)，使聚合物进一步发生氧化降解。含有光氧化降解促进剂的聚合物被称为光氧化降解聚合物。关于生物降解一般是指微生物的分解作用，包括微生物的有氧呼吸或无氧呼吸或两种呼吸都存在，通常被认为是酶催化水解，或者非酶水解，或者由两者共同作用；起生物降解作用的微生物主要包括真菌、霉菌或藻类，作用机理一般是协同作用，同时伴有相互促进的物理、化学过程以及酶降解，逐步发生在分子、纳米、微观以及宏观的水平上，最终形成真正能够适应环境的产物；对于合成聚合物的酶降解而言，由于很多微生物体具备产生水解酶(酶催化水解)的能力，因而在聚合物主链上含有可水解的官能团的聚合物特别容易受到微生物的攻击；生物降解有机物的难易程度首先取决于微生物的种类和其自身的特性，同时也与其结构特征有关。结构简单的有机物一般先降解，结构复杂的一般后降解。另外一方面，聚合物的降解效果也与微生物的适应性有很大关系。可生物降解聚合物分为两种类型可生物降解天然聚合物和可生物降解合成聚合物。前者生物降解的速率可能会从几小时到数年不等，具体取决于其所含官能团的性质和复杂程度而定；同时，其降解程度也因组织的降解模式不同而有所不同，例如氧化和水解这两种不同的降解模式；另一方面，可生物降解的合成聚合物的单体也是可水解的、易氧化的、可热降解的或通过其他方式从而最终降解；所以在这个意义上说，天然聚合物与合成聚合物两者之间没有太大的区别。关于光氧化降解和生物降解之间的联系一般认为，可氧化的聚合物比可水解的聚合物的生物降解速率要慢，但氧化后的聚合物比没有氧化过的聚合物更具有脆性和更容易水解，作为结果其常常增加了生物可降解能力。即使是聚乙烯，这种相当稳定和不容易直接水解和直接降解的聚合物，也被证明在经过最初的光氧化之后而具有了生物降解性，促进了聚乙烯的可氧化性，并进一步增强了其可水解性，从而达到生物降解的目的；为此，通过添加光氧化降解促进剂，可使聚合物得到成倍的脆化和最终生物降解，从这个意义上来讲，光氧化降解为进一步的生物降解提供了物质基础和充分条件，但不是必要条件，即不含有光氧化降解促进剂的聚合物同样能够被生物降解，只要是有适合的微生物环境。为了达到最终完全降解聚合物的目的，国内外已经做了大量的技术开发研究，例如(1)美国专利号US20100200392提供了一种金属氧化物或金属卤化物作为光降解催化剂的制备方法，用于光催化降解空气或水中的有机污染物。(2)美国专利号US3860538公布了一种光氧化降解聚合物母粒，暴露于紫外线辐射发生光降解，组份包括一种合成聚合物和酮共聚物，其中含有大约0.01至约百分之五的重量羰基。(3)美国专利号US5204412公布了一种光氧化降解聚合物的组成，包括50_99% 一种热塑性聚合物和1-50%光降解添加剂，该光降解添加剂是一种聚酮。(4)美国专利号US7037983提供了一种用来改性可生物降解聚合物的方法，在一种促进剂的参与下，可生物降解聚合物与乙烯基单体直接反应，该促进剂可能是自由基引发剂，能够引发热、离子、紫外线照射、电离辐射和其他高能量的转化。适合的生物降解聚合物包括聚己内酯，聚(乳酸)，聚(羟基乙酸)和聚(乳酸羟基乙酸)。合适的乙烯基单体包括丙烯酸，甲基丙烯酸酯等。(5)美国专利号US3852227公布了一种光降解聚烯烃的组成，包括聚烯烃、光降解剂、一种羰基化合物，如二苯甲酮化合物，蒽醌类化合物，苯烷基酮化合物，茚酮化合物和茚满酮化合物、一种脂肪族羧酸的锌、镁、铝、钙和钡盐。(6)美国专利号US2007(^65371提供了一种可生物降解塑料组成，控制与协同其中的三个组份达到生物降解速率的作用，调整水解率可明显改善耐候性；还提供了相应的成型加工方法。生物降解塑料的组成包括一种脂肪族可生物降解塑料、一种用作紫外线吸收剂以及一种抗氧化剂，并提到这三种组份的具体物质名称及范围。(7)美国专利号US20080020947提供了可用于清除土壤中石油污染、生物降解能力极强的新型细菌即清除方法，其为红球杆菌素属(EN3 KCTC19082)、和不动杆溶血菌 (EN96KCTC12361)；在清除过程中，其他微生物，如诺卡氏菌、大头藻、红球菌和醋酸杆菌属等也可参与，通过添加生物表面活性剂2-烷基-3-羟基酸或其衍生物，可以增加微生物菌株降解油的能力。(8)中国专利号CN1312318公布了一种完全不含淀粉，以甲壳质、干酪素等新型生物活性物质，与助生物降解体系科学配合以光降解和自氧化催化体系等多元复合的组合物的制备方法。以及应用它制造可光氧化降解和生物降解的一次性使用和包装领域的各种塑料制品。在自然界条件下，降解物质能够被微生物利用，放出二氧化碳和水，成为对环境友好化的材料；其主权项为它是一种不含淀粉，其特征是含有甲壳质、干酪素、磷酸钠(或锌、钙、镁、钾)及其含有一氢或二氢的金属盐、芥酸酰胺和油酸酰胺等酰胺类衍生物等中的一种或多种物质，作为降解成分。上面所列的专利，主要包含了 用于促进聚合物光氧化降解的添加剂、含有光氧化降解添加剂的复合材料、可生物降解的天然聚合物以及可光氧化降解和生物降解的多元组合物等，并公开了这些添加剂的组份和使用范围，但是在对以往的方法进行仔细的分析之后，它们存在如下主要问题和缺点(1)可生物降解的天然聚合物往往在物理机械性能、加工性能、应用成本等多方面，与石油基材料无法相提并论，这些缺点极大地影响了其应用和推广；(2)生物崩解材料，主要是可生物降解的材料(如淀粉)作为添加剂与聚合物一起制成的共混型复合材料，其工作原理主要由于添加剂被破坏并削弱了聚合物链，使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度，最后分解为二氧化碳(0) 和水，这种材料的缺点是需要添加大量的添加剂才能达到理想的降解效果，会导致物理机械性能的损失；同时除了添加剂能够降解外，剩余的大量聚合物仍会残存而不能完全生物降解，只是分解为碎片， 无法回收，进入土壤后情况更糟，对废弃物的处理造成混乱；(3)光氧化降解，有赖于光和有氧环境，因而在无光和/或无氧的场合，降解效果会受到很大的影响，因而具有相对的局限性，其应用也受到相应的限制；(4)单纯的光氧化降解容易引起材料脆裂，形成脆片，在没有生物降解作用的情况下，很难最终完全降解或最终完全降解所需要的时间很长。另外，很多光氧化降解添加剂中常常含有有毒重金属残留物，由此产生的二次污染问题，对环境不友好；(5)单纯的光氧化降解材料往往起不到堆肥的作用；(6)单纯的生物降解模式所带来的降解效率低下问题。尤其是在农膜的应用场合， 需要满足农作物生产的周期安排，如2-12个月，而可生物降解合成聚合物如果依赖单纯的生物降解模式，在添加剂的添加量不变的前提条件下，其降解周期往往需要M个月以上， 因而达不到要求；(7)很多可降解聚合物由于材料本身所固有的降解周期较短，因而只能用于使用时间很短的一次性产品，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于促进聚合物光氧化降解和生物降解的双降解添加剂，其特征在于，按重量百分比计各组份配比如下：用作载体的树脂，３０－５０％；复合型光氧化降解促进剂，２６－４０％；光氧化降解诱导期调节剂，１－５％；羧酸或其衍生物，１－５％；微胶囊复合材料１５－２５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁邦瑞，
申请(专利权)人：丁邦瑞，
类型：发明
国别省市：95