[发明专利]全生物降解PC材料及其制备方法及应用

说明书

本申请提供一种全生物降解PC材料及其制备方法，及应用，其中，全生物降解PC材料，以重量份计，制备原料包括：PC 80～100份、生物降解剂1～10份和载体树脂1～5份，生物降解剂包括生物膨胀剂、谷氨酸组合物和生物酶，生物膨胀剂、谷氨酸组合物和生物酶的重量比为0.01～10:0.01～10:1，谷氨酸组合物包含谷氨酸、戊二酸和聚乳酸。添加1～5份载体树脂有利于各个组份的均匀混合，可加快全生物降解PC的生物降解，同时还可提高PC的耐磨性，以扩大其作为工程塑料的应用范围。全生物降解PC材料，降解速度快，降解效率高，增加成本低、具有很高的社会效益和经济效益。

技术领域

本申请属于PC材料技术领域，具体涉及一种全生物降解PC材料及其制备方法，及其在PC制品中的应用。

背景技术

塑料制品、橡胶制品和纤维制品在工业上被大批量生产，且同时被广泛地用于日常生活和工业领域中。许多制品在自然环境中不降解或降解时间过长，因此，造成越来越严重的环境污染。

聚碳酸酯(PC)是在分子链中含有碳酸酯的一类高分子化合物的总称，也是一种聚酯。双酚A型聚碳酸酯是产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一。双酚A型聚碳酸酯具有优良的耐冲击强度、耐蠕变性、耐热性和耐寒性，可在-100℃～140℃温度范围内使用，可见光的透过率可达 90％左右，具有较高的抗张强度、抗弯强度、伸张率和刚性，耐老化性、电性能优良，吸水率低，但耐油性、耐磨性和加工率性能欠佳。聚碳酸酯广泛应用于汽车、电子电气、建筑机械、办公自动设备、包装业、运动器械、医疗保健和家庭用品等领域。

在以往，PC材料的处理方法主要是随同其他垃圾一起掩埋(城市处理方法)、随意丢弃于自然环境中(农村处理方法)，或者就地燃烧，这些处理方法不仅浪费资源，重要的是对环境造成极大的污染。虽然，目前出现了一些适合PC材料的化学降解方式，如利用PC分子键中存在对水和热都比较敏感的碳酸酯键，在高温有氧及潮湿环境下进行热降解；或者于紫外光照射下，聚碳酸酯分子发生光击重排，生成水杨酸苯酯结构，然后进一步吸收光能，重排产生2,2-二羟基二苯甲酮结构，此基团能吸收可见光，使碳酸酯颜色变黄，力学性能下降，而发生光降解。热降解和光降解虽然能使PC制品达到一定的降解水平，但是其利用分子键的反应，其反应条件比较苛刻，而且反应较慢，因而降解效果并不佳，且降解时间长。

申请内容

本申请的目的在于提供一种全生物降解PC材料及其制备方法，及应用，其降解速度快、降解率高。

为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种全生物降解PC材料，以重量份计，制备原料包括：PC 80～100份、生物降解剂1～10份和载体树脂1～5份，所述生物降解剂包括生物膨胀剂、谷氨酸组合物和生物酶，所述生物膨胀剂、所述谷氨酸组合物和所述生物酶的重量比为0.01～10:0.01～10:1，所述谷氨酸组合物包含谷氨酸、戊二酸和聚乳酸。

与现有技术相比，本申请提供的全生物降解PC材料，在PC材料的基础上添加1～5份载体树脂，载体树脂有利于各个组份的均匀混合，可加快全生物降解PC的生物降解，同时还可提高PC的耐磨性，以扩大其作为工程塑料的应用范围。本申请提供的全生物降解PC材料，当将PC材料在厌氧条件中或者进行填埋后，其中含有的谷氨酸组合物和生物酶能够吸引土壤中的微生物附着于全生物降解PC材料，当材料周围的微生物达到一定数量时，周围的pH值会受微生物影响，将周围的氧转化为二氧化碳和水。随着填埋后土壤温度的升高，材料内部的生物膨胀剂受外部条件影响，使材料中分子变大，分子外层越来越薄，与此同时，微生物菌群汲取材料中的谷氨酸组合物以及生物酶为养分，分泌出的酶或酸性物质将大分子逐渐分解为小分子，直至降解过程结束。本申请提供的全生物降解PC材料，降解速度快，降解效率高，增加成本低、具有很高的社会效益和经济效益。