[发明专利]一种生物降解树脂组合物及其制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物降解树脂组合物，具体涉及一种降解速度受控的生物降解树脂组合物。

背景技术

通用塑料因其综合性能优异而被广泛应用于各个领域，与钢铁、木材、水泥并列为四大支持材料，年使用量不断上升。通用塑料如聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）等在自然界可长期稳定存在，难以降解，故其废弃之后难以回收处理，给环境造成了严重的污染。生物降解塑料因其在自然环境下可较快降解而成为解决塑料废弃物环境污染问题的有效途径之一，从而引起了人们的高度关注，世界各国竞相发展生物降解塑料。

生物降解塑料是能够在适合的环境条件下经过一定时间跨度后分解为二氧化碳和水的一类聚合物材料。这种降解过程通常分为两个过程，首先大分子经过水解、光/氧降解后分子量变小，其后进一步被微生物消耗掉，这类微生物可能是细菌、真菌、酵母菌、藻类等。目前全球的生物降解塑料已达几十种，主要有：羟基脂肪酸酯（盐）聚合物（PHA），比如聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、羟基丁基酸-羟基戊酸共聚酯（PHBV）；脂肪族共聚酯，比如聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚（丁二酸丁二醇酯共己二酸丁二醇酯）（PBSA）等，或是具有多糖结构的改性共混物，如热塑性淀粉（TPS）等。上述降解塑料尽管具有良好的生物相容性和较快的生物降解速度，但其耐湿热性能、抗水解性能和耐热氧性能较差，其制品在加工、存储、运输或使用过程中常伴随较快的降解，导致分子量的降低和物理性能的恶化，从而失去了实际应用的价值。这一不足可以通过提高上述降解塑料的分子量或在分子链段中引入芳香族基团来克服，但由于分子量的提高和芳环的引入，其生物降解速度势必会减缓，降低了其在解决环境污染问题方面的应用价值。

具有较高适用价值的生物降解塑料必须符合以下三个条件：

1. 在回收处理的环境条件下在一定时间段内能具有较高的生物降解率；

2. 在实际应用的环境条件下具有能够满足使用要求的物理性能和加工性能；

3. 在实际应用的环境条件下在一定时间段内能保持较高的物理性能保留率。

为满足上述条件，可以通过生物降解树脂的共混改性来实现，这已构成了很多专利，如专利JP 168149/1992描述了在生物降解塑料中添加hydrolysis enzyme的方法来加速其生物降解速度；如专利JP 12688/1997描述了一种减少生物降解塑料中未聚合单体含量的方法减缓了其生物降解。

专利US 5539026用少量的环氧化合物与聚乳酸进行接枝反应，是聚乳酸的分子量分布加宽，从而提高其加工性能。专利EP-0980894描述了聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的混合物加入一种增塑剂的条件下制备的薄膜抗撕裂性能和机械性能平衡方面的明显改善，但制品强度相当低，且薄膜较脆，缺乏柔软性。专利US 5883199描述了聚乳酸和聚酯的二元配混物，聚酯形成连续相或共连续相，但是这里所述配混物的撕裂强度很差。

专利JP-2001-261797中公开了通过将聚乳酸的羧基末端以特定的碳化二亚胺化合物封端从而提高耐水解性的方法。此外，作为提高生物降解性树脂的其他性能的方法，在JP-A-2001-49097中，公开了通过在脂肪族聚酯树脂中添加酚类亚磷酸酯化合物而能够赋予热稳定性的方法。

到目前为止，生物降解树脂组合物还不能完全满足前述条件，主要存在的问题在于：1.在回收处理环境条件下生物降解树脂组合物的生物降解速度不稳定；2.生物降解树脂组合物的物理性能无法满足实际应用的需要，加工要求高，应用范围窄；3.在通常的应用环境下，生物降解树脂组合物因其较差的耐湿热性能、抗水解性能和耐热氧性能而降解较快，常伴随着分子量的降低和物理性能的恶化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物降解速度受控的高性能生物降解树脂组合物，这种组合物可以克服上述缺点。本发明提供的生物降解树脂组合物具有适中的生物降解速度、较好的物理性能和加工性能。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：

一种生物降解树脂组合物，由生物降解均聚酯（A）、生物降解共聚酯（B）和控制性能老化速度助剂（控速剂）（C）组成，以重量份数计，各组分含量为：

生物降解均聚酯和生物降解共聚酯的总量       95.0~99.9份；

控速剂                                     0.1~5.0份；

生物降解均聚酯与生物降解共聚酯的质量比为1:9~9:1；