CN111138760A - 一种环保eco生物降解吃塑剂及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保ECO生物降解吃塑剂及其制作方法，包括如下重量分数的原料：聚丙烯30～50份，聚己内酯20～30份，马来酸酐接枝聚丙烯2～5份，硬脂酸胺10～15份，芥酸酰胺5～10份，硬脂酸0.5～3份，软脂酸0.5～3份，抗氧剂0.5～3份，硅烷偶联剂0.5～3份。制作方法包括如下步骤：首先将聚丙烯、聚己内酯、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂进行第一次混合、融合；加入其余原料，进行第二次融合；将得到的产物射出或挤出成形粒状，得到所述环保生物降解吃塑剂。本发明作为环保生物降解吃塑剂，生产塑料产品时，在原料里添加1～5％本发明产品，生产出来的塑料产品在自然环境下6‑12个月即可完全生物降解，具有良好的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及环保生物降解塑料领域，具体涉及一种环保ECO生物降解吃塑剂及其制作方法。
背景技术
聚烯烃塑料，特别是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)，在日常生活中的应用非常广泛，如电子电器包装,日用品包装,超市购物袋,外卖包装袋,医疗用品包装,农业行业,工业行业,各种塑料,五金,电器制品等。然而，聚烯烃塑料的表面是疏水性的，抑制了微生物的生长，再加上聚烯烃本身结构十分稳定，因此短时间内很难降解。PE在100年内降解不到0.5％，如果在生物降解之前暴露于日光(UV)下2年，降解率仅可达1％，塑料垃圾的逐年积累给环境带来了极大的困难与挑战，跟可持续发展的理念背道而驰。
研究发现，聚烯烃塑料的降解涉及2个过程，分别是非生物氧化降解和生物降解。开始发生的是非生物氧化过程，主要有光氧化、热氧化和机械化学氧化等，空气中的氧在光、热、机械及化学等作用下与聚烯烃反应。这个阶段聚烯烃形成较小的分子片状(与原始聚合物相比)，具有较高反应活性的官能团，如羧基、羟基、酯、醛和醇等，从疏水性变为亲水性，从而使碎裂的聚烯烃吸收水，为下一阶段的生物降解提供条件；随后是微生物降解过程，微生物如细菌、真菌、藻类将聚合物链的氧化产物用作碳源，从而形成二氧化碳、水、沼气,生物有杌质。
科学工作者对可降解聚烯烃的研究已经开展了几十年，但是可降解聚烯烃的商业化应用仍未真正意义上实现，这其中最大的问题一是降解效率低，聚烯烃材料很难在短时间内彻底分解成二氧化碳和水等最终产物；二是很难控制产品使用寿命、使用性能以及降解性能之间的矛盾。此外，控制成本是商业应用需要解决的基本问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的首要目的是提供一种低成本、可促进聚烯烃降解、使用寿命、使用性能能满足使用要求的一种环保ECO生物降解吃塑剂及其制作方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种环保ECO生物降解吃塑剂，包括如下重量分数的原料：聚丙烯30～50份，聚己内酯20～30份，马来酸酐接枝聚丙烯2～5份，硬脂酸胺10～15份，芥酸酰胺5～10份，硬脂酸0.5～3份，软脂酸0.5～3份，抗氧剂0.5～3份，硅烷偶联剂0.5～3份。
进一步地，所述一种环保ECO生物降解吃塑剂的原料还包括2～5份重量分数的微生物制剂，所述微生物制剂来自破碎微生物细胞的生物质；其中所述微生物选自微藻类、酵母和细菌或其混合物。
进一步地，所述一种环保ECO生物降解吃塑剂的原料还包括5～10份质量分数的超细铁粉，所述铁粉的细度为100-150目。
进一步地，所述抗氧剂为季戊四醇酯，对聚丙烯、聚乙烯具有良好的抗氧化性能，能够有效地延长塑料制品的使用期限。
一种环保ECO生物降解吃塑剂的制作方法，包括如下步骤：
(1)首先将聚丙烯、聚己内酯、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂混合，并将得到的混合物进行第一次融合；
(2)向步骤(1)中融合得到的产物加入其余原料，进行第二次融合；
(3)将步骤(2)中得到的第二次融合的产物射出或压出成形，得到所述环保ECO生物降解吃塑剂。
进一步地，所述步骤(1)中第一次融合的温度为140～160℃，融合时间为5～10min。
进一步地，所述步骤(2)中第二次融合的温度为160～190℃，融合时间为5～10min。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用聚己内酯来增加生物降解性，聚己内酯具有具有良好生物相容性、有机高聚物相容性和生物降解性，可以很好地与多种常规塑料相互兼容，赋予塑料产品一定的生物降解性，并且不影响塑料本身的性能；通过马来酸酐接枝聚丙烯来改善聚丙烯的亲和性，以及各组分的分散性，使得该添加剂能够良好地在塑料产品中分散；并采用硅烷偶联剂来进一步增加该添加剂在塑料中的相容性和分散性；
2、采用硬脂酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸、软脂酸作为光降解剂，通过引入具有较高活性的官能团来促进聚烯烃的光降解反应，从而提高塑料产品的降解能力；通过添加超细铁粉，即可直接作为聚烯烃的降解剂，也可以与硬脂酸共同作用生成硬脂酸铁作为光降解剂，促进聚烯烃材料的降解；
3、通过增加微生物制剂来增加塑料产品的微生物降解进程；同时，硬脂酸、软脂酸在塑料生物降解的过程中还可以起到促进微生物生长的作用，进一步加快其生物降解；
4、采用抗氧剂赋予塑料产品良好的抗氧化性能，使其能够有效地延长塑料制品的使用期限；硅烷偶联剂可以在一定程度上增加塑料的强度；马来酸酐接枝聚丙烯可以在一定程度上提高填充塑料的拉伸强度和冲击强度；
6、本发明采用的以上原料成本较低，且能够较好地平衡好塑料产品的综合性能和生物降解能力，使产品具有良好的力学性能和较长的使用寿命，同时能够在光的作用下以及土壤填埋时均具有良好的生物降解性能，可与多种常规塑料互相兼容。生产塑料产品时，在原料里添加1～5％本发明产品，生产出来的塑料产品在自然环境条件下6-12个月即可完全生物降解，具有良好的实用价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种环保ECO生物降解吃塑剂，包括如下重量分数的原料：聚丙烯30份，聚己内酯30份，马来酸酐接枝聚丙烯5份，硬脂酸胺15份，芥酸酰胺10份，硬脂酸3份，软脂酸3份，抗氧剂1份，硅烷偶联剂3份。
具体地，所述抗氧剂为季戊四醇酯，对聚丙烯、聚乙烯具有良好的抗氧化性能，能够有效地延长塑料制品的使用期限。
一种环保ECO生物降解吃塑剂的制作方法，包括如下步骤：
(1)首先将聚丙烯、聚己内酯、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂混合，并将得到的混合物进行第一次融合，融合的温度为140℃，融合时间为10min；
(2)向步骤(1)中融合得到的产物加入其余原料，进行第二次融合，融合的温度为160℃，融合时间为10min。
(3)将步骤(2)中得到的第二次融合的产物射出或挤出成形粒状，得到所述环保ECO生物降解吃塑剂。
生产塑料产品时，在原料里添加1～5％本发明产品，生产出来的塑料产品在自然环境下6-12个月即可完全降解，具有良好的实用价值。
实施例2：
一种环保ECO生物降解吃塑剂，包括如下重量分数的原料：聚丙烯35份，聚己内酯23份，马来酸酐接枝聚丙烯3份，硬脂酸胺12份，芥酸酰胺7份，硬脂酸2份，软脂酸2份，抗氧剂3份，硅烷偶联剂2份，微生物制剂3份，超细铁粉8份。
具体地，所述抗氧剂为季戊四醇酯，对聚丙烯、聚乙烯具有良好的抗氧化性能，能够有效地延长塑料制品的使用期限；所述微生物制剂来自破碎微生物细胞的生物质；其中所述微生物选自微藻类、酵母和细菌或其混合物；所述铁粉的细度为100-150目。
一种环保ECO生物降解吃塑剂的制作方法，包括如下步骤：
(1)首先将聚丙烯、聚己内酯、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂混合，并将得到的混合物进行第一次融合，融合的温度为150℃，融合时间为8min；
(2)向步骤(1)中融合得到的产物加入其余原料，进行第二次融合，融合的温度为180℃，融合时间为8min；
(3)将步骤(2)中得到的第二次融合的产物射出或挤出成形粒状，得到所述环保ECO生物降解吃塑剂。
生产塑料产品时，在原料里添加1～5％本发明产品，生产出来的塑料产品在自然环境下6-12个月即可完全降解，具有良好的实用价值。
实施例3：
一种环保ECO生物降解吃塑剂，包括如下重量分数的原料：聚丙烯50份，聚己内酯20份，马来酸酐接枝聚丙烯2份，硬脂酸胺10份，芥酸酰胺5份，硬脂酸0.5份，软脂酸0.5份，抗氧剂1.5份，硅烷偶联剂0.5份，微生物制剂5份，超细铁粉5份。
具体地，所述抗氧剂为季戊四醇酯，对聚丙烯、聚乙烯具有良好的抗氧化性能，能够有效地延长塑料制品的使用期限；所述微生物制剂来自破碎微生物细胞的生物质；其中所述微生物选自微藻类、酵母和细菌或其混合物；所述铁粉的细度为100-150目。
一种环保ECO生物降解吃塑剂的制作方法，包括如下步骤：
(1)首先将聚丙烯、聚己内酯、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂混合，并将得到的混合物进行第一次融合，融合的温度为160℃，融合时间为5min；
(2)向步骤(1)中融合得到的产物加入其余原料，进行第二次融合，融合的温度为190℃，融合时间为5min；
(3)将步骤(2)中得到的第二次融合的产物射出或压出成形粒状，得到所述环保ECO生物降解吃塑剂。
生产塑料产品时，在原料里添加1～5％本发明产品，生产出来的塑料产品在自然环境下6-12个月即可完全生物降解，具有良好的实用价值。
实施例4：
一种环保ECO生物降解吃塑剂，包括如下重量分数的原料：聚丙烯37份，聚己内酯25份，马来酸酐接枝聚丙烯3份，硬脂酸胺12份，芥酸酰胺7份，硬脂酸1份，软脂酸1份，抗氧剂0.5份，硅烷偶联剂1.5份，微生物制剂2份，超细铁粉10份。
具体地，所述抗氧剂为季戊四醇酯，对聚丙烯、聚乙烯具有良好的抗氧化性能，能够有效地延长塑料制品的使用期限；所述微生物制剂来自破碎微生物细胞的生物质；其中所述微生物选自微藻类、酵母和细菌或其混合物；所述铁粉的细度为100-150目。
一种环保ECO生物降解吃塑剂的制作方法，包括如下步骤：
(1)首先将聚丙烯、聚己内酯、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂混合，并将得到的混合物进行第一次融合，融合的温度为150℃，融合时间为8min；
(2)向步骤(1)中融合得到的产物加入其余原料，进行第二次融合，融合的温度为180℃，融合时间为8min；
(3)将步骤(2)中得到的第二次融合的产物射出或挤出成粒状，得到所述环保ECO生物降解吃塑剂。
生产塑料产品时，在原料里添加1～5％本发明产品，生产出来的塑料产品在自然环境下6-12个月即可完全生物降解，具有良好的实用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种环保ECO生物降解吃塑剂，其特征在于：包括如下重量分数的原料：聚丙烯30～50份，聚己内酯20～30份，马来酸酐接枝聚丙烯2～5份，硬脂酸胺10～15份，芥酸酰胺5～10份，硬脂酸0.5～3份，软脂酸0.5～3份，抗氧剂0.5～3份，硅烷偶联剂0.5～3份。
2.根据权利要求1所述的一种环保ECO生物降解吃塑剂，其特征在于，还包括2～5份重量分数的微生物制剂。
3.根据权利要求1所述的一种环保ECO生物降解吃塑剂，其特征在于，还包括5～10份质量分数的超细铁粉。
4.根据权利要求1所述的一种环保ECO生物降解吃塑剂，其特征在于，所述抗氧剂为季戊四醇酯，对聚丙烯、聚乙烯具有良好的抗氧化性能。
5.根据权利要求1～4任一所述一种环保ECO生物降解吃塑剂的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)首先将聚丙烯、聚己内酯、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂混合，并将得到的混合物进行第一次融合；
(2)向步骤(1)中融合得到的产物加入其余原料，进行第二次融合；
(3)将步骤(2)中得到的第二次融合的产物射出或挤压出成形粒状，得到所述环保塑料添加剂。
6.根据权利要求5所述的一种环保ECO生物降解吃塑剂的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一次融合的温度为140～160℃，融合时间为5～10min。
7.根据权利要求5所述的一种环保ECO生物降解吃塑剂的制作方法，其特征在于，所述步骤(2)中第二次融合的温度为160～190℃，融合时间为5～10min。
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