本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種可控型光／生物雙降解塑料材料，由高分子組合物制成，高分子組合物各組分及重量份為，聚乙烯醇２０－４０份，多元醇５－２５份，硼砂０－１０份，乙烯－丙烯酸共聚物２０－４０份，有機(jī)醛化合物５－１５份，光敏劑０．０５－０．５份。本發(fā)明專利技術(shù)具有生物降解與光降解雙重作用，對(duì)于不易生物降解的乙烯－丙烯酸共聚物主要應(yīng)用光催化降解，而對(duì)于聚乙烯醇，主要進(jìn)行微生物降解。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種可控型光/生物雙降解塑料材料，屬于國(guó)際專利分類C08J5/00"含有高分子物質(zhì)的制品或成型材料的制造"
技術(shù)介紹
隨著塑料用量與曰俱增，產(chǎn)生大量的塑料廢棄物。由于其難以降解(普 通塑料在200 400年的時(shí)間里才能完全降解)，白色污染已成為當(dāng)前危害社 會(huì)環(huán)境的世界性公害，嚴(yán)重阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。為了解 決這一嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題，越來(lái)越多的學(xué)者提倡開(kāi)發(fā)和應(yīng)用降解塑料，并將它 看作是解決這一世界難題的理想途徑。目前已成為世界各國(guó)竟相開(kāi)發(fā)的熱 點(diǎn)，許多發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、曰本、德國(guó)等都先后制定了限用或禁用非降解 塑料的法規(guī)，不少國(guó)家還制定了降解塑料的研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃和措施，因而使降 解塑料在這些地區(qū)得到了迅速發(fā)展，在北美以每年17%的速度增長(zhǎng)；在 歐洲則以每年59%的速度增長(zhǎng)。在中國(guó)，有關(guān)部門(mén)也正考慮政策上的支 持并在部分地區(qū)開(kāi)始實(shí)行降解塑料替代普通塑料的試行政策，如武漢、廣州、 深圳等地。目前世界上研究的降解塑料可分為四類，光降解塑料，生物降解塑料， 光生物降解塑料及水降解塑料。生物降解塑料是指在一定條件下，能在微生物或酶的作用下而分解的塑 料材料。其特點(diǎn)是貯存運(yùn)輸方便，要保持干燥，需避光，應(yīng)用范圍廣，不 但可以用于農(nóng)用地膜，還可用于醫(yī)藥領(lǐng)域。生物降解塑料的降解機(jī)理，即生 物降解塑料被細(xì)菌、霉菌等作用消化吸收的過(guò)程，是生物物理和生物化學(xué)反 應(yīng)。微生物侵蝕塑料制品組份后，由于生物細(xì)胞的增長(zhǎng)使聚合物組份水解、電離或質(zhì)子化從而發(fā)生機(jī)械性破壞，分裂成低聚物碎片，聚合物分子結(jié)構(gòu)不 變，這是聚合物的生物物理作用而發(fā)生的降解過(guò)程。真菌或細(xì)菌分泌的酶使 非水溶性聚合物分解或氧化降解成水溶性碎片，生成新的小分子化合物直至 最終分解成二氧化碳和水，這種降解方式屬生物化學(xué)降解方式。目前研究較多的有淀粉基塑料其制造方法主要有兩種:一是共混。由 于淀粉與高聚物結(jié)構(gòu)和極性相差太大，因而相容性差，需對(duì)淀粉進(jìn)行處理后 再與聚合物共混而得到淀粉基塑料。如淀粉與聚乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯、 聚苯乙烯混合，可以制造農(nóng)膜和包裝材料。加拿大St.Lawreace淀粉公司 研究生產(chǎn)了一種改性淀粉Ecostar母粒，可與聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、 聚乙烯醇和聚氨酯共混制成生物降解塑料，而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)Ecostar母粒 的含量來(lái)控制降解時(shí)間，如該公司制得的含15%Ecostar的聚乙烯膜，降 解只需六個(gè)月，而含6%Ecostar的聚乙烯膜，其降解時(shí)間則需3-5年。 美國(guó)農(nóng)業(yè)部開(kāi)發(fā)的淀粉基塑料是將含水40%-60%的膠化淀粉加到 EAA(乙烯-丙烯酸)中，混合而制成農(nóng)用地膜。二是淀粉與不飽和單體如 苯乙烯、乙烯、丙烯、丙烯腈、丙烯酸及其酯類等共聚而得到的降解料。目 前開(kāi)發(fā)的淀粉基塑料主要有淀粉接枝丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，苯乙烯等。 美國(guó)Purde大學(xué)開(kāi)發(fā)淀粉接枝聚苯乙烯采用陽(yáng)離子聚合反應(yīng)，分子量和物 性均能有效控制，其中含淀粉20%~30%的淀粉接枝聚合物具有通常聚 苯乙烯類似的性質(zhì)，可以用做瓶子、薄膜等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種易于生物降解,并能夠有效光降解的可控型光 /生物雙降解塑料材料，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。 本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下一種可控型光/生物雙降解塑料材料，由高分子組合物制成，其特征在 于高分子組合物各組分及重量份為聚乙烯醇 20-40多元醇 5-25硼砂 0-10乙烯-丙烯酸共聚物 20-40有機(jī)醛化合物 5-15光敏劑 0.05-0.5所述聚乙烯醇醇解度為85% ~ 100%。所述多元醇選自丙三醇、山梨醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、 二甘醇或三甘醇。所述乙烯-丙烯酸共聚物中AA的含量10% ~ 30%。 所述有機(jī)醛化合物選自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛或乙二醛。 所述光敏劑選自二苯甲酮、乙酰基丙酮鈷、新癸酸鋯、鄰苯二甲酸氫鈰 或硬脂酸鹽，硬脂酸鹽如鐵鹽、稀土鹽、鈰鹽等。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與積極效果(1)本專利技術(shù)充分發(fā)揮生物降解與光降解雙 重作用，對(duì)于不易生物降解的乙烯-丙烯酸共聚物主要應(yīng)用光降解進(jìn)行處理， 而對(duì)于聚乙烯醇，主要進(jìn)行生物降解。通過(guò)雙重降解處理，達(dá)到消除"白色" 污染，保護(hù)環(huán)境的作用。(2)本專利技術(shù)添加乙烯-丙烯酸共聚物，可改善降解 塑料的耐水性能及強(qiáng)度。(3)本專利技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，降解效果明顯，易于工業(yè)化 生產(chǎn)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步說(shuō)明。生物降解實(shí)驗(yàn)方法樣品于50。C干燥24h后，磨碎、稱重，添加100 倍蒸餾水，用lmol/L HC1調(diào)pH至4.6， 3(TC磁力攪拌下加入液化酶1%和 糖化酶4%,酶解后的殘?jiān)盟磧舯砻婧铮?(TC干燥24h后稱重。測(cè) 定不同酶解時(shí)間降解百分?jǐn)?shù)。光催化降解實(shí)驗(yàn)方法塑料試樣平行懸掛于25W紫外老化箱中，試樣間距不小于10mm,每l小時(shí)取一次樣，觀察薄膜的外觀變化。 實(shí)施例1:在高速混合機(jī)中，將聚乙烯醇、丙三醇和乙醛混合攪拌20分鐘后，加 熱升溫至12(TC，維持10分鐘，添加乙烯-丙烯酸共聚物、硬脂酸鈰鹽，加 熱升溫至16(TC，維持20分鐘，進(jìn)行造粒。制備的生物降解塑料進(jìn)行酶解36小時(shí)，降解度為70.5%。紫外線暴露30小時(shí)后，生物降解塑料出現(xiàn)變黃、變脆。實(shí)施例2:制備方法與實(shí)施例l類似。制備的生物降解塑料進(jìn)行酶解36小時(shí)，降解度為74.6%。紫外線輻射20小時(shí)后，生物降解塑料出現(xiàn)變黃、變脆。 實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用二苯甲酮、乙酰基丙酮鈷、新癸酸鋯、鄰苯二 甲酸氫鈰或脂肪酸鐵，紫外線暴露30小時(shí)后，生物降解塑料才出現(xiàn)變黃、 變脆，老化降解。而使用二苯甲酮和乙酰基丙酮鈷復(fù)合光敏劑，僅需20小 時(shí)即降解，說(shuō)明這兩種光降解劑具有協(xié)同效應(yīng)，對(duì)乙烯-丙烯酸共聚物具有 很好的降解作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)光敏劑二苯甲酮與乙酰基丙酮鈷的重量比 為3: 1~1: 3具有好的光催化效果。聚乙烯醇乙烯-丙烯酸共聚物 丁醛光敏劑硬脂酸鈰25 10 15聚乙烯醇 丙三醇乙烯-丙烯酸共聚物 丙醛光敏劑二苯甲酮 光敏劑乙酰基丙酮鈷實(shí)施例3:聚乙烯醇 30山梨醇 15硼砂 5乙烯-丙烯酸共聚物 25乙二醛 8硬脂酸鐵 0.3實(shí)施例4:將實(shí)施例2制備的降解塑料材料經(jīng)紫外線輻射25小時(shí)后進(jìn)行生物降解 實(shí)驗(yàn)，酶解36小時(shí)，降解度為90.7%。權(quán)利要求1、一種可控型光/生物雙降解塑料材料，由高分子組合物制成，其特征在于高分子組合物各組分及重量份為聚乙烯醇20-40多元醇 5-25硼砂0-10乙烯-丙烯酸共聚物 20-40有機(jī)醛化合物5-15光敏劑 0.05-0.5。2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述可控型光/生物雙降解塑料材料，其特征在于 聚乙烯醇醇解度為85% ~ 100%。3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述可控型光/生物雙降解塑料材料，其特征在于 多元醇選自丙三醇、山梨醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、二甘醇或4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述可控型光/生物雙降解塑料材料，其特征在于 乙烯-丙烯酸共聚物中AA的含量10% ~ 30%。5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述可控型光/生物雙降解塑料材料，其特征在于 所述有機(jī)醛化合物選自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛或乙二醛。6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述可控型光/生物雙降解塑料材料，其特征在于 光敏劑選自二苯甲酮、乙酰基丙酮鈷、新癸酸鋯、鄰苯二甲酸氫鈰、脂肪酸本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種可控型光／生物雙降解塑料材料，由高分子組合物制成，其特征在于高分子組合物各組分及重量份為： 聚乙烯醇 ２０－４０ 多元醇 ５－２５ 硼砂 ０－１０ 乙烯－丙烯酸共聚物 ２０－４０ 有機(jī)醛化合物 ５－１５ 光敏劑 ０．０５－０．５。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王治，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：楊凌瑞豐環(huán)保科技有限公司，王治，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：61[中國(guó)|陜西]
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