[发明专利]基于辐照改性的PBAT复合薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物可降解复合材料辐照改性领域，具体是一种基于辐照改性的PBAT复合薄膜及其制备方法，特别是一种辐照改性全生物降解PBAT复合薄膜及其制备方法，也属于环境科学技术领域。

背景技术

由于石油基塑料带来的全球性环境污染问题日益严重，具有可再生、低碳、环保特点的可生物降解塑料已成为高分子材料行业的主要发展趋势。

聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)是重要的生物可降解材料，属于热塑性聚酯，在一定环境(如温度、PH值和氧气)下，并在细菌、真菌、霉菌和藻类等自然界微生物作用下，能发生化学、生物或物理作用而降解或分解，并最终完全变成二氧化碳、甲烷、水、无机盐和新的生物质，实现源于自然、归于自然的可持续发展。BASF公司是PBAT全球最大生产商，年产量为6.5万吨。PBAT既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击强度。另外，其成膜性能优良，薄膜制品可用PE薄膜加工设备及工艺直接生产。PBAT最大的应用市场在薄膜领域，BASF联合上海弘睿化工在全国范围推广PBAT/PLA(聚乳酸)复合薄膜在农业领域的应用，已发现可代替传统PE薄膜使用，且对部分农作物起到增产效果。PBAT薄膜类另一重要产品是购物袋、垃圾袋等袋类制品，由于其耐穿刺、抗撕裂，已代替PE薄膜被有效应用，2015年吉林省正式施行“禁塑令”更为PBAT薄膜制品的应用打下坚实的基础。需要认识的是，虽然PBAT薄膜在地膜和袋类制品上得到了一定应用，但是其在地膜上性能保持性差、易破裂，以及受限于性能不足(如强度低，阻隔性差、抗老化能力弱等)和材料成本偏高的制约，欲更大范围地应用，需进行改性。

辐照改性是一种绿色、安全的改性方法，已被应用于聚合物的改性。聚合物内部在辐照下产生自由基，使分子链发生交联，由线形转变为体形，可大幅改善材料多种性能，如耐磨性、耐老化、耐应力开裂和提高力学强度等。中国专利申请200910188653.6公开了一种辐照交联聚乙烯，提高了高温下力学性能，改进了耐化学稳定性与耐老化性。Mitomo等在2005年公开了一种通过辐照改善PLA耐热性的方法，辐照后软化温度可达200℃。中国专利申请20071055475.0利用辐照交联与结晶协同改性PLA，得到了高强度高耐热PLA复合材料。

因此，利用辐照改性技术，制备一种全生物降解PBAT复合薄膜，具有原先材料不具有的性能，包括优异的力学强度、耐老化等性能，促进PBAT复合薄膜更大范围地应用是本发明亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于辐照改性的PBAT复合薄膜及其制备方法；改性后得到的PBAT复合薄膜不仅保持了材料完全可生物降解性，有利于生态保护，而且其具有优异的力学强度、阻隔性能和耐老化性等，拓展了生物可降解薄膜的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种基于辐照改性的PBAT复合薄膜，所述复合薄膜包括如下组分及重量份数：

优选地，所述其余生物可降解材料是PLA、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、脂肪族聚碳酸酯、聚羟基烷基酸酯、多糖、木质素、蛋白质、天然橡胶中的一种或几种；所述多糖包括淀粉、壳聚糖、纤维素、甲壳素等。

当所述其余生物可降解材料为上述某一种组分时，本发明无需加入相容剂，即相容剂取0份，当所述其余生物可降解材料为上述两种及以上组分时，需要加入相容剂，即相容剂的重量份数为大于零小于等于5。

优选地，所述相容剂是过氧化物类化合物、异氰酸酯类化合物、多官能团环氧化合物(如BASF公司生产的JoncrylADR系列)、磷酸酯类化合物中的一种或几种；其中，所述过氧化物类化合物是过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈中的一种或几种；所述异氰酸酯类化合物是二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中一种或组合；所述多官能团环氧化合物包括BASF公司生产的JoncrylADR系列，JoncrylADR系列作为一种扩链剂，基于其在体系内特殊反应，也作为相容剂使用；所述磷酸酯类化合物是磷酸三苯酯、三壬基苯基亚磷酸酯中的一种或几种。

优选地，所述辐照敏化剂是三聚异氰酸三烯丙酯、异氰尿酸甲基三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三烯丙基醚、三烯丙基季戊四醇、四烯丙基季戊四醇中一种或几种。