[发明专利]生物降解聚酯共混薄膜的增容方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物降解聚酯共混薄膜，具体涉及一种生物降解聚酯共混薄膜的增容方法。

背景技术

现今，全世界每年塑料消耗量已超过1.6亿吨。据中国塑料加工工业协会统计，中国每年塑料废弃量超过300多万吨，其中有60%左右的废旧塑料为薄膜产品。废旧薄膜回收困难，利用率低，不仅影响城市容貌，混入土壤后，几百年都不降解，会导致土壤板结，作物减产，甚至会造成水质污染。焚烧的话，会产生大量的有毒气体，造成二次污染。塑料工业的膨胀性发展，使得人们对塑料产生了过度依赖以及过度使用，日益加剧的“白色污染”问题引起了全球性的反思。我们无法将塑料赶出我们的生活，但是我们可以寻找环境友好的材料去替代现有的塑料。

脂肪族聚酯以及部分芳香族聚酯材料具有良好的生物降解性，有助于解决传统塑料导致的“白色污染”问题，越来越受到人们的关注与青睐。近年来，国内外各大企业分别先后推出了环境友好的生物降解材料，例如美国Natureworks的日本昭和的日本三菱的德国巴斯夫的意大利Novamont的中国宁波天安的中国深圳光华伟业的等。这些生物降解材料主要用于各种薄膜产品，如垃圾袋、购物袋、淋膜、流延膜、地膜、多层复合膜等。

为了达到与传统薄膜级塑料接近的力学性能，我们通常会将几种不同的聚酯进行共混复合，得到性能互补的复合材料。例如聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯（PBAT）/聚乳酸（PLA）/滑石粉薄膜级共混料，PLA赋予了材料一定的刚性和强度；PBAT良好的柔韧性和成膜性弥补了PLA脆性大和难以吹膜的缺点；PBS适中的韧性和刚度，赋予材料更好的挺度和封口强度。

可生物降解的脂肪族聚酯共混的报道很多，其中最多的是关于脂肪族聚酯或半芳香族聚酯与聚乳酸共混的报道。但是，没有对生物降解聚酯进行酯交换、适度交联、端基扩链等手段在线挤出反应增容的报道。

WO2006/074815公开了一种可生物降解聚酯混合物，该生物降解聚酯/填料的混合物中，含有环氧化合物，主要包括含环氧基且基于苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的共聚物（如ADR4368）、双酚A环氧化合物（如环氧树脂）、脂肪酸酰胺或脂肪酸酯或含环氧基的天然油（如环氧大豆油）。应用实例中，采用0.2%ADR4368和1%环氧大豆油使得38.8-54.8%的与44-60%聚乳酸（PLA）产生支化作用，利于膜泡的稳定，提高挤出方向的横向撕裂强度和断裂伸长率。我们知道，环氧化合物主要对端基有反应活性，端基的浓度较低，反应活性较低，而且环氧大豆油上环氧基的空间位阻较大，反应活性更低，从而使得与PLA的相容性较差，挤出方向的横向撕裂强度也较低，只有19-32N/mm。

WO2004/005369公开了脂肪族聚酯PBS或脂肪族共聚酯PBS-PEG或脂肪族聚醚-聚酯共聚物PBS-PTMG与Shimadzu生产的PLA（牌号：“Lacti#5400”）共混复合，并未对其进行进一步增容处理。

WO2002/059198报道了50%聚己内酯（PCL）、40%聚癸二酸丁二酯与10%聚乳酸（Natureworks，4040）共混造粒，并吹塑薄膜，并未进行增容处理。

EP-0980894A1报道了一种增塑剂处理的PBS/PLA共混薄膜，抗撕裂强度有明显改善，纵横向的性能差异也明显减弱。该增塑剂只是物理增塑，非反应增容，久置后有溢出的风险。

因此，尽管关于生物降解聚酯共混的报道很多，但是很少有考虑到改善不同聚酯之间相容性的报道。

目前，常见的几种生物降解聚酯材料，虽然同为脂肪族聚酯或共聚酯材料，但是相互之间相容性较差，比如PLA与PBS共混物的微观形态为两相结构，PBS与PPC共混物也是互不相容的“海-岛”结构。因此，为了进一步完善生物降解共混聚酯的性能，需要对其进行增容处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物降解聚酯共混薄膜的增容方法，该方法提高了不同聚酯之间的相容性，从而改善了薄膜力学性能的各向异性。

本发明所述的生物降解聚酯共混薄膜的增容方法，是向两种或两种以上生物降解聚酯与无机或有机填料的共混复合体系中，加入钛酸酯类偶联剂、自由基交联剂和多环氧基化合物，引发酯交换反应、分子间交联反应以及端基扩链反应，从而实现共混聚酯之间的增容。

所述的共混复合体系总质量以100%计，钛酸酯类偶联剂占共混复合体系总质量的0.1-2%，自由基交联剂占共混复合体系总质量的0.01-0.5%，多环氧基化合物占共混复合体系总质量的0.1-1%。