[发明专利]一种可降解聚乙烯农用薄膜及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种热氧和光氧兼具备的可降解复合聚乙烯农用薄膜及其制备方法，其制备过程是：先将各种组分通过双螺杆挤出机挤出制得塑料母料，然后母料与聚乙烯树脂混合吹塑；其组分及重量份数为：线性低密度聚乙烯树脂93～99.3份，氧化聚乙烯蜡0.4～4份，高岭土0.1～1份，纳米二氧化钛0.1～1份，硬脂酸铁0.1～1份；制备过程操作简单，且生产过程环保，无污染，配方简单，便于生产，具有良好的推广价值。实验制得的农用薄膜在紫外线老化箱中：辐照0.95瓦/平方厘米，温度60℃，照射120小时，冷凝温度50℃，实验120小时；农用薄膜降解了80％。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种热氧和光氧兼具备的可降解聚乙烯复合聚乙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

生物降解塑料又叫绿色塑料，是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。

根据美国材料试验协会(ASTM)通过的有关塑料的术语标准ASTMD883-92对可降解塑料的定义可知：可降解塑料即在特定的环境条件下，其化学结构发生明显变化，并用标准的测试方法能测定其物质性能变化的塑料。通常可降解塑料具备以下特征：在阳光、氧、微生物等自然环境条件影响下，塑料的外观发生明显的变化；力学性能发生明显的降低；化学结构发生改变，含氧化合物被引入到塑料中等。只有当塑料聚合物发生了以上变化，使自身的分子量降低及产生小分子含氧化合物后，才能被自然界中的微生物分解。可降解塑料有望解决塑料废弃物的污染问题，因此已经成为当前研究的热点。

可降解薄膜既具有传统塑料的功能和特性、又可在达到使用寿命之后，通过土壤和水中的微生物作用或阳光中紫外线的作用，在自然环境中断链降解，最终以还原形式重新进入生态环境中，回归大自然。国内研发的品种已涵盖光降解、光生物降解、光氧化生物降解、高淀粉含量型生物降解、高碳酸钙填充型光氧降解、全生物降解等。自然界的微生物将降解后的小分子物质分解后，微生物会释放出致热和有毒的组分如内毒素，将该薄膜用在植被上时，会导致植被生长不旺盛。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决降解薄膜的微生物会释放出致热和有毒组分的问题，提供一种热氧和光氧兼具备的可降解复合聚乙烯农用薄膜及其制备方法，该薄膜在自然环境中较短时间内就能完全分解，最终生成二氧化碳和水。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：包括以下重量份的原料：线性低密度聚乙烯树脂50～99份、润滑剂0.4～4份、生物助降解剂0.1～1份、光降解剂0.1～1份、热降解剂0.1～1份，光降解剂为纳米二氧化钛，热降解剂为硬脂酸铁、硬脂酸锰、硬脂酸铈中的一种或者多种。

本基础方案的原理在于：二氧化钛的禁带宽为3.2eV，纳米二氧化钛吸收了波长小于387.5nm的紫外线光波后，价带中的电子会被激发到导带，形成带负电荷的高活性电子，同时在价带上产生带正电荷的空穴。在电场作用下，电子—空穴对发生分离而迁移到二氧化钛表面上的不同位置。分布在二氧化钛表面的空穴与吸附在表面的OH^-和H₂O氧化成OH自由基。电子与二氧化钛表面的氧反应，生成超氧离子，超氧离子上强还原剂，能使有机物分解。OH自由基的氧化能力最强，可以不加选择的使有机物全部氧化降解，包括穿透细胞膜，破坏膜结构使得细菌、病毒和微生物细胞分解，也能降解细胞产生的毒素。研究表明数均相对分子质量小于5000的聚乙烯链段可以被生物降解。

进一步，生物助降解剂为高岭土和硅灰石中的一种或者多种。

进一步，润滑剂为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸甘油酯、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或者多种。

一种可降解聚乙烯农用薄膜的制备方法，包括如下步骤：