[发明专利]低成本生物基全降解薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低成本生物基全降解薄膜及其制备方法，所述薄膜各组分按质量份数计的配比是：聚乙交酯15～25份、玉米淀粉25～35份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯35～55份、相容剂5份、淀粉增塑剂3.75～12.25份、柠檬酸0.5～0.7份、乙酰柠檬酸三丁酯0.75～1.25份、马来酸酐0.3～0.5份、抗氧剂164 0.2份、2‑(2’‑羟基‑5’‑甲基苯基)苯并三氮唑0.2份。本发明提供的低成本生物基全降解薄膜生物基含量可达30％以上，成本较低，拉伸强度超过传统PE薄膜，对于解决“白色污染”问题、促进全生物降解材料的推广与应用具有十分重要的意义。

技术领域

本发明属于全生物降解材料技术领域，涉及一种生物降解薄膜，更具体的说是涉及一种低成本生物基全降解薄膜及其制备方法。

背景技术

塑料包装膜的使用给我们的生产和生活带来了极大的便利。但因为传统的塑料包装膜均由不可降解的石油基材料制备而成，其大量使用不仅造成了资源浪费，还给环境带来了“白色污染”，从而引发了社会的广泛关注。废弃塑料膜的焚烧和就地掩埋会造成严重的大气污染和土壤污染，而二次回收又存在着回收率低、材料性能劣化和回收成本过高等缺点，因此，推广使用全生物降解材料无疑是从根本上解决“白色污染”这一问题的有效途径。

目前，我国对于全生物降解薄膜的研发已取得了显著成果，例如申请公布号为CN102702696A的发明专利以聚乳酸(PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为主基材，制备的全生物降解薄膜吹塑厚度可达20μm，拉伸强度为11～12.1MPa，断裂伸长率超过150％；申请公布号为CN103589124A的发明专利同样制备了一种PLA/PBAT全生物降解薄膜，并通过添加复合增溶剂和矿物填料的方式使所制薄膜的拉伸强度最高可达61MPa；申请公布号为CN102675839A的发明专利以PLA、PBAT和聚碳酸亚丙酯(PPC)为基材，所制全生物降解薄膜的落镖冲击强度超过传统的聚乙烯薄膜。以上全生物降解薄膜都有着不错的综合性能，但与传统塑料薄膜相比普遍存在着价格昂贵的缺点，从而使得其推广使用遭遇了极大的障碍。

在众多的全生物降解薄膜中，淀粉基全生物降解薄膜极具价格优势，且淀粉是100％生物基材料，绿色环保且可再生。申请公布号为CN103435981A的发明专利申请选取淀粉和PBAT为基材，制备出一种生物基含量高达30％的全降解薄膜。该薄膜具有良好的韧性，断裂伸长率最高可达271％，但由于拉伸强度较低，不足3MPa，难以满足使用要求。而全生物降解材料聚乙交酯(PGA)具有较大的力学强度，其拉伸强度超过100MPa，且与其他全生物降解材料相比价格较低，因此将PGA、淀粉和PBAT高效复合，有望制备出综合性能优良的低成本生物基全降解薄膜。

发明内容

发明目的：

本发明针对现有全生物降解薄膜成本较高，难以推广应用的问题，提供了一种低成本生物基全降解薄膜及其制备方法。本发明以PGA、淀粉和PBAT为基材，通过增塑改性降低PGA的熔融温度，以避免淀粉在高温共混时的严重糊化；选用反应性助剂以突破解决PGA、PBAT和热塑性淀粉(TPS)间的界面相容性问题，通过共混改性技术制备出低成本生物基全降解薄膜专用料。

技术方案：

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种低成本生物基全降解薄膜，由以下质量份数的原料组成：聚乙交酯15～25份、玉米淀粉25～35份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯35～55份、淀粉增塑剂3.75～12.25份、相容剂5份、柠檬酸0.5～0.7份、乙酰柠檬酸三丁酯0.75～1.25份、马来酸酐0.3～0.5份、抗氧剂164 0.2份、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑0.2份。

进一步，所述的淀粉增塑剂为丙三醇、乙二醇、甲酰胺、尿素、乙二撑二甲酰胺中的一种或两种。