[发明专利]一种可降解生物基母粒及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种可降解生物基母粒及其制备方法与应用，属于高分子材料改性领域。本发明可降解生物基母粒包括生物降解聚酯和生物填料，生物降解聚酯和生物填料的重量比为20‑40：60‑80；所述生物填料来自于天然的生物质资源，所述生物填料中的总有机碳占生物填料中总碳重量的80％以上，所述生物填料的粒径D₅₀为0.5～8μm；所述可降解生物基母粒中的总有机碳占可降解生物基母粒中总碳重量的60％‑100％。本发明以生物填料为原料制得了可降解生物基母粒，同时，本发明以该可降解生物基母粒为原料制得了生物可降解聚酯组合物，该生物可降解聚酯组合物生物可降解性好且具有优异的机械性质。

技术领域

本发明涉及一种可降解生物基母粒及其制备方法与应用，属于高分子材料改性领域。

背景技术

可生物降解聚酯是以生物资源为原料的一类高分子材料。相对于以石化资源为原料的石油基高分子，可生物降解聚酯能够在生物或生物化学作用过程中或生物环境中发生降解，是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好的降解材料之一。

中国专利CN 102597105A报道了以脂族二酸如己二酸、芳族二酸如对苯二甲酸和脂族二醇为原料获得的生物可降解的脂族-芳族聚酯是文献中和市场上已知的。这些聚合物的构成单体不可再生，这样不管它们的生物降解能力如何，它们对环境都会造成显著影响。

此外，目前市面上出售的这类聚酯具有小于48摩尔％的芳族酸的量，因为在该阈值以上，这些聚酯的生物降解百分比显著降低。这明显限制了聚酯与可堆肥性相关联的高机械性质的用途，例如用于制造收集有机废物的袋子。

堆肥是模仿自然界中使有机物回到生命循环的过程从而以受控和加速形式再现这些过程的工业方法。在自然界中，已产生的并不再有生命的有机物(干树叶、树枝、动物残骸等)被土壤中存在的微生物分解，这使其回到自然循环中。留下的较难降解的组分构成腐殖质，因此考虑到其缓慢但不断释放营养元素(氮、磷、钾等)以确保土地的持续肥力的能力，这些腐殖质是植物的重要食物提供者。因此工业堆肥是为了降低获得一类腐殖质，即堆肥所必需的时间和相对于自然获得的产物改进最终产物的品质而提供用于自然界中自发发生的微生物活动的合理管理的结构的方法。

类似地，家庭堆肥是将来自厨房和花园食物碎屑的有机物质堆积在堆肥箱中或在地上挖掘出的洞中，并在比工业堆肥温和的条件下需氧降解的方法。特别地，家庭堆肥法中的需氧降解在室温(通常10至45℃)下进行。

然而，现有技术中，生物降解性能较佳且能用于堆肥的生物可降解聚酯较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种可降解生物基母粒及其制备方法与应用，含有该母粒的生物可降解聚酯组合物具有优异的生物降解性能和撕裂强度。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种可降解生物基母粒，其包括生物降解聚酯和生物填料，生物降解聚酯和生物填料的重量比为20-40：60-80；所述生物填料来自于天然的生物质资源，所述生物填料中的总有机碳占生物填料中总碳重量的80％以上，所述生物填料的粒径D₅₀为0.5～8μm；

所述可降解生物基母粒中的总有机碳占可降解生物基母粒中总碳重量的60％-100％。

上述生物填料以及可降解生物基母粒中的总有机碳(TOC)的含量按照ISO16620-2标准测试可得到。本发明可降解生物基母粒中生物填料的粒径测试方法为：

a)取2.0～3.0g上述可降解生物基母粒置于坩埚中；

b)将装有可降解生物基母粒的坩埚置于马弗炉中，700℃灼烧30～45分钟；

c)按照GB/T 19077.1《粒度分析激光衍射法》方法测定灼烧后的残留物的粒径。