[发明专利]一种可快速降解的新型木质素基生物降解塑料的生产工艺

说明书

本发明公开了一种可快速降解的新型木质素基生物降解塑料的生产工艺，涉及塑料加工技术领域，具体工艺如下：1）采用二苯基二硒醚、硼氢化钠以及N‑丁基单溴代马来酰亚胺，制得功能化马来酰亚胺；2）利用苯乙烯单体和功能化马来酰亚胺制得含硒共聚物；3）对含硒共聚物进行氧化预处理；4）将预处理含硒共聚物加入到塑料原料的混合物料中，挤出造粒后进行热压成型即可。本发明提供的生产工艺获得的新型木质素基生物降解塑料，可以加快塑料的降解速度，缩短塑料的降解周期，实现塑料的快速降解，对缓解白色污染以及提高生态环境保护具有重大意义。

技术领域

本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及一种可快速降解的新型木质素基生物降解塑料的生产工艺。

背景技术

塑料制品现主要来源于面临枯竭的石油资源。从节约能源的角度出发，应对废旧塑料尽可能回收再利用，但由于现阶段塑料的再回收成本远高于直接生产成本，在现行市场经济条件下难以做到回收再利用。世界上许多国家颁布了“限塑令”，以减少“白色污染”的问题。可降解塑料特有的生物降解特性对于生态环境保护、减少“白色污染”等方面具有十分重大的现实意义。目前，对可降解塑料的需求日益增加。

生物降解塑料是指在自然环境下通过微生物的生命活动能很快降解并代谢，最终生成二氧化碳、水、甲烷等无毒无害小分子的高分子材料。这类材料除具有降解性能外，还应满足一定的使用性能。 按原料的组成和制备方法，可分为天然高分子降解塑料、微生物合成降解塑料、化学合成降解塑料等。天然高分子降解塑料是由天然物质制备的生物降解塑料，包括淀粉、蛋白质、甲壳素、纤维素等，原料来源丰富且价格低廉，加上极易被微生物降解，而且产物安全无毒性，因而日益受到重视。例如中国专利CN2016111928643公开了一种木质素改性PBS生物降解塑料及其制备方法，该技术方案采用木质素作为原料，对PBS生物降解树脂进行改性修饰制得木质素-PBS复合生物降解塑料，从而可以解决白色污染问题，但是该生物降解塑料的降解缓慢，需要6个月才能达到99%的降解率，从而导致生物塑料袋的降解周期长。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的，生物降解塑料袋降解周期较长的技术缺陷，提供了一种可快速降解的新型木质素基生物降解塑料的生产工艺，可以缩短生物降解塑料的降解周期，实现快速降解。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种可快速降解的新型木质素基生物降解塑料的生产工艺，由以下原料制成：

1）按照质量体积比为1:12-18g/ml，将称取的二苯基二硒醚加入到体积比为3:2的甲醇-DMF溶剂中，通入氮气除去氧气，在零度条件下，按照二苯基二硒醚质量的9-10%加入硼氢化钠，在50-90r/min下搅拌反应30-40min，然后按照反应体积总质量的5-8%，将N-丁基单溴代马来酰亚胺加入到上述反应体系中，反应30-50min，待反应结束后进行水洗，以及使用二氯甲烷进行萃取，然后将有机相使用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发后，采用体积比为20:1的石油醚和乙酸乙酯组成的洗脱液进行硅胶柱层析分离，得到功能化马来酰亚胺；本发明中，采用二苯基二硒醚对N-丁基单溴代马来酰亚胺进行改性处理，得到苯基硒醚功能化马来酰亚胺，含有苯基硒醚基团的马来酰亚胺在微生物作用下发生降解，使得硒元素析出，从而提高土壤中硒含量，随着硒含量的增加，可以显著改变土壤微生物的群落结构及其多样性，促进微生物的富集，从而可以加快塑料的降解速度，缩短塑料的降解周期，实现塑料的快速降解；

2）按照摩尔比为200:60-200:2:1，向反应器中投入苯乙烯单体、功能化马来酰亚胺、二硫代萘甲酸异丁腈酯和偶氮二异丁腈，采用冷冻-抽气-解冻进行除氧，之后将反应器置于70-80℃油浴锅中反应9-10h，待反应结束后，使用四氢呋喃将混合物溶解稀释，然后在过量甲醇中沉淀，抽滤后在30-40℃下真空干燥20-25h，得到含硒共聚物；本发明中，由于功能化马来酰亚胺不能进行均聚，利用偶氮二异丁腈作为引发剂，通过将功能化马来酰亚胺和苯乙烯进行共聚，从而形成聚合物；