[发明专利]一种生物降解PVC塑料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及塑料技术领域，具体公开了一种生物降解PVC塑料及其制备方法和应用，生物降解PVC塑料的原料组成包括PVC树脂，增塑剂、生物降解剂和复合助降剂，所述复合助降剂由琥珀酸酯助降剂和蓖麻油基助降剂组成，琥珀酸酯助降剂和蓖麻油基助降剂的质量比为1：(1‑5)；所述蓖麻油基助降剂的合成方法为：取摩尔比为(2‑4)：1的糠醇和蓖麻油脂肪酸混合，在50‑70℃搅拌30‑60min后，加入固定化脂肪酶，并在真空条件下反应4‑6小时制得。生物降解PVC塑料的制备方法包括混合、密炼、开炼、挤出过滤、压延成型和后加工，制得的PVC塑料在保障力学性能的前提下，具有无毒易降解的特性，可广泛应用于塑料制品中。

技术领域

本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及降解PVC塑料技术领域，具体涉及一种生物降解PVC塑料及其制备方法和应用。

背景技术

随着现代社会科学技术的发展，塑料的使用逐步深入到农业、医疗、玩具等各个行业。目前人们所用的塑料大部分是由石油化工产品生产，其中约75％的塑料都是石油基塑料，约20％的再生塑料也大多是由石油基塑料再生制得的。石油基塑料虽拥有良好的物理化学性质，但因其难以降解，也给生态环境造成了极大的白色污染。目前塑料废弃物的处理方法主要有高温焚烧、填埋和回收利用三种。废弃物焚烧处理会释放出大量有害气体，产生二次污染。填埋需大量占用可耕地面积，会加剧土地资源的匮乏危机，回收利用对于分离困难的一次性塑料制品、地膜等，无论是从经济或实践上讲都很困难，针对上述塑料薄膜处理带来的环境污染及人们对生态环境越来越重视，因此有必要开发一种可降解塑料，以改善其带来的生态污染。

可降解塑料，亦称为“可环境降解塑料”，是指一类其制品的各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质。聚氯乙烯(PVC)塑料在生产中需增加一定量的增塑剂，以改变其热性能和机械性能，最常用的增塑剂是石油基邻苯二甲酸酯类。但石油基邻苯二甲酸酯在加工过程中从聚合物基质中迁移而对环境产生不利影响，并具有一定的毒性。同时，由于具有高挥发性和易浸出性，若用于可降解塑料，当可降解塑料在自然环境条件下降解时会令石油基邻苯二甲酸酯类向环境扩散，给人们带来了健康和环境问题。此外，石油的不断减少和石油价格的上涨均使得石油基邻苯二甲酸酯类价格上升，进而提高聚氯乙烯塑料的成本。

发明内容

本发明提出一种生物降解PVC塑料及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为克服上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种生物降解PVC塑料，其原料组成包括PVC树脂，增塑剂、生物降解剂和复合助降剂，所述复合助降剂由琥珀酸酯助降剂和蓖麻油基助降剂组成，所述琥珀酸酯助降剂和蓖麻油基助降剂的质量比为1：(1-5)；

所述蓖麻油基助降剂的合成方法为：取摩尔比为(2-4)：1的糠醇和蓖麻油脂肪酸混合，在50-70℃搅拌30-60min后，加入固定化脂肪酶，并在真空条件下反应4-6小时制得。

本发明采用PVC树脂作为生物降解塑料的基体，其承受外加载荷的性能良好且不会损害环境，PVC与生物降解剂融合后可改善生物降解剂负荷承受性能不佳的缺陷，以确保塑料产品的力学性能。同时，蓖麻油中含有羟基、双键和甘油酯键，蓖麻油基助降剂加入PVC树脂基体中，不仅有利于增强基体的柔韧性和加工性能，而且可完全生物降解。琥珀酸酯助降剂进入环境后可自我分解，而不会像传统的邻苯二甲酸酯生成稳定的代谢物，因此，具有良好的生物降解性。且琥珀酸酯助降剂和蓖麻油基助降剂均无毒，是环保型的生物降解助剂。研究发现，通过采用琥珀酸酯助降剂和蓖麻油基助降剂的复配使用，并控制两者间质量比，有利于进一步提升PVC塑料的生物降解性能。