[发明专利]一种可快速降解的聚烯烃组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可快速降解的聚烯烃组合物及其制备方法，该聚烯烃组合物包括以下组分及质量百分含量：聚烯烃树脂25～95％、可降解树脂4～20％、改性填充物0～60％、相容剂0～10％、金属钝化剂0.1～1％、金属离子化合物0.1～2％、抗氧剂及加工助剂0.1～2％。本发明的材料不仅使聚烯烃有了可解降的特性，同时保留了聚丙烯良好的力学性能，可用于电子电器、汽车和包装等较长时间使用的产品领域。

技术领域

本发明属于可降解高分子材料领域，具体涉及一种可快速降解的聚烯烃组合物及其制备方法。

背景技术

随着塑料工业的发展，各种通用的、精美的、高性能的塑料产品不断的进入我们的日常生活，可以说，现代的人类生活中已经离不开塑料了，塑料为人类的生产和生活提供了大量便利的同时，也对人类的生活环境造成影响，白色污染已经成为城市垃圾、农业垃圾的重要组成部分，更有甚者在南极、北极以及大洋的海底看到塑料垃圾，一些鸟类、鱼类因为误食塑料而导致死亡……

在目前报道的几种可降解塑料中，有以下几种：

一是聚乳酸，聚乳酸(PLA)是以微生物发酵产物-乳酸为单体化学合成的聚酯。聚乳酸有良好的防潮、耐油脂和密闭性，在常温下性能稳定，但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动降解。使用后它能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利。

二是聚3-羟基烷酸酯(PHB)，聚羟基脂肪酸酯是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯 (PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。PHB是一种在自然界中广泛存在的热塑性聚酯，尤其常在细菌细胞间发现。PHB的许多物理性能和机械性能与聚丙烯塑料接近，但它具有生物降解性和生物相容性，在生物体内可完全降解成β-羟基丁酸、二氧化碳和水。用这种生物塑料制成的材料可用于药物释放系统、植入体及一些痊愈后在人体中无害分解的器件，但相对聚丙烯来说，PHB比较硬，且更脆一些。通过PHB与PHV共聚(PHBV)可以改善PHB 结晶度高、较脆的弱点，提高其机械性、耐热性和耐水性。

三是聚ε-己内酯(PCL)，聚ε-己内酯(PCL)是由ε-己内酯经开环聚合得到的低熔点聚合物，其熔点仅62℃。PCL的降解性研究从1976年就已开始，在厌氧和需氧的环境中，PCL都可以被微生物完全分解。与PLA相比，PCL 具有更好的疏水性，但降解速度较慢；同时其合成工艺简单、成本较低。PCL 的加工性能优良，可用普通的塑料加工设备制成薄膜及其它制品。同时，PCL 和多种聚合物具有很好的相容性，如PE、PP、PVA、ABS、橡胶、纤维素及淀粉等，通过共混，以及共聚可得到性能优良的材料。尤其是其与淀粉的共混或共聚，既可保持其生物降解性，又可降低成本，因而深受注目。PCL与淀粉共混可得到耐水性好的降解塑料，其价格与纸张相近；利用原位聚合方法，可将ε -己内酯与淀粉接枝，得到性能优良的热塑性聚合物。

四是聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是典型的聚酯生物分降塑料,正是由于克服了以上弱点，成为生物降解塑料材料中的佼佼者,用途极为广泛,可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。PBS综合性能优异,性价比合理,具有良好的应用推广前景。和PCL、PHB、PHA等降解塑料相比,PBS价格基本一致，没有什么优势；与其他生物降解塑料相比,PBS力学性能优异,接近PP和ABS塑料；耐热性能好,热变形温度接近100℃,改性后使用温度可超过100℃,可用于制备冷热饮包装和餐盒,克服了其他生物降解塑料耐热温度低的缺点；加工性能非常好,可在现有塑料加工通用设备上进行各类成型加工,是目前降解塑料加工性能最好的,同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物,得到价格低廉的制品。另外,PBS只有在堆肥等接触特定微生物条件下才发生降解,在正常储存和使用过程中性能非常稳定。

五是一些淀粉填充的材料，如将聚烯烃(主要是聚乙烯)填加70％含量左右的淀粉，制成农膜，随着淀粉的被降解，农膜粉化。但这个方式最大的问题是，农膜形成了塑料块，与土壤混合在一起，更难被处理，反而还不如不加淀粉。