[发明专利]一种可降解聚乳酸塑料

说明书

本申请涉及塑料材料的技术领域，尤其是涉及一种可降解聚乳酸塑料，包括聚乳酸树脂、聚苯乙烯、二氧化钛光敏剂、相容剂和其他助剂。通过二氧化钛光敏剂促进光催化降解的发生，并使塑料体系整体裂解，进而使微生物可以更好地对塑料本体进行生物降解，从而提高降解速率。

技术领域

本申请涉及塑料材料的技术领域，尤其是涉及一种可降解聚乳酸塑料。

背景技术

近年来，塑料的使用量日益增大，由于大部分塑料降解困难，废弃的塑料聚乳酸是一种新型塑料材料，其主要通过乳酸共聚进行合成，在土壤中可以完全降解为水和二氧化碳，符合绿色环保的要求，对环境造成的破坏较小，具有广阔的运用前景。

聚乳酸在土壤中的降解主要原理如下：首先，聚乳酸会先发生水解反应，结构中的酯基会断裂，并导致聚乳酸整体结构裂解，使微生物得以进入到聚乳酸组织物的内部，随后微生物再对残余的聚乳酸短链进行降解，使之彻底降解为水和二氧化碳。在上述过程中，由于聚乳酸整体结构紧密，在分子间的偶极作用力下，聚乳酸分子长链一般具有较为规整的排列结构，因此水不容易渗入到组织内部，进而使得水解过程发生较慢，因此其在土壤中实际降解速度较慢，一般需要两到三年的时间才能完成降解过程。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本申请提供了一种可降解聚乳酸塑料，具有较快的的降解速度。

本申请的第一个发明目的是通过以下技术方案实现的：一种可降解聚乳酸塑料，包括如下质量份的组分：

聚乳酸树脂：60～70份；

聚苯乙烯：33～50份；

二氧化钛光敏剂：0.6～1.3份；

相容剂：1.5～3份；

其他助剂：0～20份。

聚苯乙烯与聚乳酸树脂形成的合金，有助于提高聚乳酸的机械性能。通过相容剂可以使聚苯乙烯和聚乳酸分布更加均匀。

通过添加二氧化钛光敏剂，可以通过光催化的方式，使聚苯乙烯发生降解。由于聚苯乙烯在加工过程中已与聚乳酸在相容剂的作用下均匀混合，因此，聚苯乙烯在光催化裂解之后，可以使该聚乳酸塑料整体结构无定型化，并形成较多空隙和裂纹的结构。在上述过程中，水和微生物可以通过空隙和裂纹进入到塑料的内部，进而提高该可降解聚乳酸塑料的降解速度。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述二氧化钛光敏剂为介孔二氧化钛纳米颗粒。

介孔纳米二氧化钛具有较高的表面能，能够较为高效地发生光催化反应，因此有助于进一步提高该可降解塑料的降解速率。另外，介孔二氧化钛纳米颗粒表面的介孔结构可以与聚乳酸树脂及聚苯乙烯形成的纤维结构形成一定程度的交联效应，因此能够促进二氧化钛光敏剂在体系中分布更加均匀。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述介孔二氧化钛纳米颗粒经光敏染料改性处理。

由于二氧化钛光敏剂一般吸收波长在400nm以下，主要以紫外光为主，但紫外光穿透性较差，在阳光穿透大气层时，大部分紫外光都会被空气吸收。加入光敏染料后，光敏染料一般均具有较大的吸收范围，能够吸收能量更低的可见光甚至红外光，因此通过光敏染料和介孔二氧化钛纳米颗粒之间的能量传递作用，可以实现更为光谱的光能利用，提高光催化的效果，

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光敏染料为金属卟啉，所述光敏染料在介孔二氧化钛纳米颗粒上的荷载量为0.2～0.8％。