[发明专利]一种全生物降解塑料薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于全生物降解塑料薄膜及其制备技术领域，具体涉及一种以聚碳酸亚乙酯聚氨酯为主要成分的全生物降解塑料薄膜及其制备方法。

背景技术

上世纪80年代末期，塑料购物袋、垃圾袋、农用薄膜等开始在国内大肆使用，兴起一场“白色革命”，然而，由于国内没有建立起完善的垃圾分类和回收利用制度，这些塑料袋废弃后造成严重的白色污染，使用后在农田中累积，影响到植物的生长和机耕作业，随风飞扬的塑料残膜不仅影响景观，还造成牲畜误食导致死亡。“白色革命”转化成了“白色污染”。为解决这些问题，国内外的科研工作者开始进行生物降解塑料薄膜的开发。在近几年，国内市场上也出现了不少可生物降解塑料薄膜，然而，大部分这些可生物降解塑料薄膜是采用通用塑料如聚乙烯、聚丙烯等为基体，通过与一些生物降解原料如淀粉等复合制备，如按照CN1049671等公开的技术制备。这些薄膜废弃后，在微生物作用下，淀粉等生物降解组分发生降解，聚乙烯、聚丙烯等骨架不发生降解，最终变成细微的网状结构。这种细微的网状聚乙烯、聚丙烯等对生态的影响十分大，有研究表明，其不仅影响农作物的生长，使得农作物大幅度减产，而且还能够通过农作物进入人体，给人体造成潜在的威胁。

近期，全生物降解塑料薄膜的研制受到广泛的关注，如CN101235156公布了一种以聚乳酸为基体的全生物降解塑料薄膜及其制备方法。然而由于聚乳酸玻璃化温度低、常温下也比较脆，产品的韧性差、抗撕裂强度低，产品的使用温度也受到较大限制。CN200810051415.6公布了一种以聚碳酸亚丙酯为基的全生物降解塑料薄膜及其制备方法，聚碳酸亚丙酯的柔韧性和抗撕裂强度高，但是玻璃化温度比聚乳酸还低，只有35-40℃，所制备的全生物降解塑料薄膜只能用于低温场所。CN1709969A公布了一种聚对二氧环己酮为基体的全生物降解塑料薄膜及其制备方法，然而，由于聚对二氧环己酮的生产成本高，该塑料薄膜的规模应用受到限制。

聚碳酸亚乙酯是一种具有优良生物降解性和生物相容性的全生物降解材料，在自然环境中能够迅速降解(Nishidah，Tokiway.Chem.Lett.，1994(3)：421-422，方兴高，化学世界，1993(8)：365-368)，然而，该材料和聚碳酸亚丙酯一样，其玻璃化转变温度低，直接用其制备的全生物降解塑料薄膜应用范围有限。

本发明人一直致力于以二氧化碳为原料，合成聚碳酸亚乙酯以及聚碳酸亚乙酯的应用研究；通过研究发现，二氧化碳/环氧乙烷可共聚制备分子量在2000左右的聚碳酸亚乙酯二醇，以该二醇为基，可制备具有较高韧性及玻璃化转变温度的聚氨酯材料，避开了聚碳酸亚乙酯玻璃化温度低造成的应用限制。研究还表明，该聚氨酯材料仍然具有十分优良的生物降解性能，是一种具有良好市场前景的全生物降解材料。申请人在CN1400229A专利中公布了一种全生物降解泡沫塑料的合成和应用的技术，在CN1865311A专利中公布了一种全生物降解聚碳酸亚乙酯聚氨酯及其制备技术。在研究成果的基础上，在科技部、国家发改委、江苏省科技厅的资助下，本发明人还于07年底在江苏成了2万吨/年的聚碳酸亚乙酯二醇的生产线，实现了产销平衡，在全球率先实现了二氧化碳基聚合物的规模化生产及应用。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种以聚碳酸亚乙酯聚氨酯为基的全生物降解塑料薄膜。

本发明的又一目的在于提供一种上述全生物降解塑料薄膜的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种以聚碳酸亚乙酯聚氨酯为基的全生物降解塑料薄膜，该材料由以下按重量份数计的组分组成：

聚碳酸亚乙酯聚氨酯    20～90份

热塑性淀粉            1～50份

相容改性剂            5～10份

纳米无机增强剂        3～5份

复合增塑剂            2～20份

润滑剂                10～30份。

相容改性剂、纳米无机增强剂、复合增塑剂和润滑剂为辅助助剂。

所述热塑性淀粉是通过改性或增塑处理的玉米淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉、小麦淀粉、魔芋淀粉和芭蕉芋淀粉中的一种以上。

所述相容改性剂为不饱和羧酸与脂肪族聚酯的接枝共聚物、不饱和酸酐与脂肪族聚酯的接枝共聚物、不饱和羧酸或不饱和酸酐；所述不饱和羧酸的碳原子数为12～20。