CN113912996A - 一种pbat全生物降解复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种pbat全生物降解复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113912996A
CN113912996A CN202111227813.0A CN202111227813A CN113912996A CN 113912996 A CN113912996 A CN 113912996A CN 202111227813 A CN202111227813 A CN 202111227813A CN 113912996 A CN113912996 A CN 113912996A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composite material
pbat
biodegradable composite
agent
fully biodegradable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111227813.0A
Other languages
English (en)
Inventor
赵勤宽
吴方静
吴方鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningxia Yixing New Material Development Co ltd
Original Assignee
Ningxia Yixing New Material Development Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningxia Yixing New Material Development Co ltd filed Critical Ningxia Yixing New Material Development Co ltd
Priority to CN202111227813.0A priority Critical patent/CN113912996A/zh
Publication of CN113912996A publication Critical patent/CN113912996A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/14—Gas barrier composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Wrappers (AREA)

Abstract

本发明公开PBAT全生物降解复合材料及其制备方法，本发明采用光敏剂、抗水解剂、复合生物酶、甲壳素等助剂，通过复合复配，使光降解、水降解、生物降解控制技术融为一体，有效控制材料的全生物降解性能，通过熔融共混挤出制得PBAT全生物降解复合材料。主要技术性能指标：密度1.25‑1.45g/cm3，熔体流动速率≤10g/10min，拉伸强度≥15MPa，断裂伸长率≥200％，熔程95‑155℃，生物分解率(180天)≥90％。本发明复合材料可用于制作购物袋、垃圾袋、快递包装袋、医药包装袋等包装产品。

Description

一种PBAT全生物降解复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物降解高分子新材料技术领域，具体涉及一种PBAT全生物降解复合材料及其制备方法。
背景技术
PBAT是己二酸丁二醇酯(PBA)和对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有良好的延展性、断裂伸长率、耐热性和抗冲击性能，又具有优良的生物降解性。但普通的PBAT存在着成本过高、弯曲强度低、降解速度慢等缺陷，影响其大面积推广应用。
目前，市场销售的可降解塑料，基本上都是高分子材料添加玉米淀粉生产的。用粮食制造塑料只能是权宜之计，不是国家可持续发展的战略方向。
塑料产品在给人类生活带来方便的同时，也给生存环境带来了严重威胁。由于其主要以聚烯烃类的石油基塑料(如聚乙烯、聚丙烯等)为原料制备而成，而聚烯烃类产品降解时间很长，容易产生“白色污染”，严重破坏环境，危害人体健康；另外，来源于石油资源的塑料正面临石油枯竭，价格上涨等问题，同时，随着人类环境意识日益提高，如何处理塑料废弃物已成为全球关注的问题。在我国，随着对降解塑料理解的加深，已充分认识到这种材料及其产业对我国可持续发展的战略作用。可生物降解塑料的普及应用已是众望所归。
发明内容
本发明的目的是提供一种PBAT全生物降解复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案为：
一种PBAT全生物降解复合材料，其特征在于：以质量份计，所述复合材料原料包括以下组分：
Figure BDA0003314948400000021
作为上述发明的进一步优选，PBAT、PCL、PLA均选用吹膜级合成树脂。
作为上述发明的进一步优选，光敏剂选用硬脂酸铁，细度1-3微米，纯度大于99％。
作为上述发明的进一步优选，抗水解剂选用聚碳化二亚胺。优选上海朗亿科技有限公司生产的产品，牌号为HrMax210，纯度大于99.99％，水分小于10ppm。
作为上述发明的进一步优选，复合生物酶选用果胶裂解酶、纤维素酶和蛋白酶复配，按重量比，复合配比0.5-1.5:2-4:0.5-1.5，优选的复合配比为1:3:1。
作为上述发明的进一步优选，甲壳素纯度大于99％。
作为上述发明的进一步优选，增强剂选用碳酸钙和滑石粉，其细度大于1000目。
作为上述发明的进一步优选，防表面粘连剂选用硅酮母粒、超细二氧化硅、硅油中的至少一种。
上述PBAT全生物降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)首先将增强剂加入搅拌机进行表面处理，搅拌5-20分钟；
2)分别将光敏剂、抗水解剂、复合生物酶、甲壳素、防表面粘连剂加入到上述搅拌处理好的增强剂中，继续搅拌3-10分钟；
3)加入剩余材料，继续搅拌3-5分钟；
4)将上述搅拌好的物料送进双螺杆挤出机挤出造粒，温度控制90-155℃，冷却、混合、检测、包装，即得PBAT全生物降解复合材料产成品。
优选地，所述的表面处理为加入0.5-1％铝酸酯搅拌。
优选地，步骤1)和3)的搅拌速率分别为400-600转/分钟。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
1)本发明复合材料是无淀粉全生物降解塑料。
2)采用熔融共混技术使PBAT、PCL、PLA成为均一体系，提高复合材料的刚性和综合性能，使其集优异的气体阻隔性、良好的生物相容性、优良的机械性能和出色的可降解性为一体。
3)采用光敏剂、水解剂、复合生物酶、甲壳素等助剂，通过复合复配，使光降解、水降解、生物降解控制技术融为一体，有效控制材料的全生物降解性能。
4)通过步骤1)和2)的处理，提高复合生物酶、增强剂同PBAT\PCL\PLA的相容性。
5)采用硅酮母粒、超细二氧化硅等能够有效降低小分子助剂析出，提高材料的焊接和印刷性能。
6)制得的复合材料，180天的生物降解率大于90％。
本发明复合材料可用于制作购物袋、垃圾袋、快递包装袋、医药包装袋等包装产品。
具体实施方式
在以下各实施例中，材料为：
PBAT金晖兆隆高新科技股份有限公司，产品牌号1908。
PCL深圳光华伟业股份有限公司，产品型号800C。
PLA浙江海正生物材料股份有限公司，产品牌号REVODE101。
光敏剂为硬脂酸铁。
抗水解剂，上海朗亿科技有限公司生产，牌号为HrMax210，是一种新型、环保抗水解剂，其有效成分为碳化二胺。
复合生物酶包括果胶裂解酶、纤维素酶和蛋白酶，按重量，复合配比为1:3:1。果胶裂解酶生产厂家为江西百盈生物技术有限公司，产品种类为食品级。蛋白酶生产厂家为山东腾望化工有限公司，产品型号为食品级菠萝蛋白酶。纤维素酶生产厂家为夏盛(河南)生物科技有限公司，pH值4.0-5.5。
甲壳素，粒径小于5微米。
增强剂为碳酸钙
防表面粘连剂为硅酮母粒，厂家为浙江凯杰塑料科技有限公司牌号为KJ-A01。
实施例1
1.配方
Figure BDA0003314948400000041
Figure BDA0003314948400000051
2.工艺
1)首先将增强剂加入搅拌机，加入铝酸酯以进行表面处理，铝酸酯的加入量为0.5-1％，搅拌20分钟；搅拌速率为500转/分。
2)分别将光敏剂、抗水解剂、复合生物酶、甲壳素、防表面粘连剂加入到上述搅拌处理好的增强剂中，继续搅拌10分钟；
3)加入剩余材料，继续搅拌5分钟；搅拌速率为500转/分。
4)将上述搅拌好的物料送进双螺杆挤出机挤出造粒，温度控制一区90℃、二区120℃、三-五区1450℃、六-九区150℃、机头155℃，冷却、混合、检测、包装，即得PBAT全生物降解复合材料产成品。
实施例2
1.配方
Figure BDA0003314948400000052
Figure BDA0003314948400000061
2.工艺
1)首先将增强剂加入搅拌机，加入铝酸酯以进行表面处理，铝酸酯的加入量为0.5-1％，搅拌20分钟；
2)分别将光敏剂、抗水解剂、复合生物酶、甲壳素、防表面粘连剂加入到上述搅拌处理好的增强剂中，继续搅拌10分钟；
3)加入剩余材料，继续搅拌5分钟；
4)将上述搅拌好的物料送进双螺杆挤出机挤出造粒，温度控制一区90℃、二区120℃、三-五区1450℃、六-九区150℃、机头155℃，，冷却、混合、检测、包装，即得PBAT全生物降解复合材料产成品。
实施例3
1.配方
Figure BDA0003314948400000062
2.工艺
1)首先将增强剂加入搅拌机，加入铝酸酯以进行表面处理，铝酸酯的加入量为0.5-1％，搅拌20分钟；
2)分别将光敏剂、抗水解剂、复合生物酶、甲壳素、防表面粘连剂加入到上述搅拌
处理好的增强剂中，继续搅拌10分钟；
3)加入剩余材料，继续搅拌5分钟；
4)将上述搅拌好的物料送进双螺杆挤出机挤出造粒，温度控制一区90℃、二区120℃、三-五区1450℃、六-九区150℃、机头155℃，，冷却、混合、检测、包装，即得PBAT全生物降解复合材料产成品。
实施例4
1.配方
Figure BDA0003314948400000071
2.工艺
1)首先将增强剂加入搅拌机，加入铝酸酯以进行表面处理，铝酸酯的加入量为0.5-1％，搅拌20分钟；
2)分别将光敏剂、抗水解剂、复合生物酶、甲壳素、防表面粘连剂加入到上述搅拌
处理好的增强剂中，继续搅拌10分钟；
3)加入剩余材料，继续搅拌5分钟；
4)将上述搅拌好的物料送进双螺杆挤出机挤出造粒，温度控制90-155℃，冷却、混合、检测、包装，即得PBAT全生物降解复合材料产成品。
实施例5
1.配方
Figure BDA0003314948400000081
2.工艺
1)首先将增强剂加入搅拌机，加入铝酸酯以进行表面处理，铝酸酯的加入量为0.5-1％，搅拌20分钟；
2)分别将光敏剂、抗水解剂、复合生物酶、甲壳素、防表面粘连剂加入到上述搅拌处理好的增强剂中，继续搅拌10分钟；
3)加入剩余材料，继续搅拌5分钟；
4)将上述搅拌好的物料送进双螺杆挤出机挤出造粒，温度控制一区90℃、二区120℃、三-五区1450℃、六-九区150℃、机头155℃，冷却、混合、检测、包装，即得PBAT全生物降解复合材料产成品。
对比例1
1.配方
Figure BDA0003314948400000091
2.工艺
1)首先将增强剂加入搅拌机，加入铝酸酯以进行表面处理，铝酸酯的加入量为0.5-1％，搅拌20分钟；
2)分别将光敏剂、抗水解剂、复合生物酶、甲壳素、防表面粘连剂加入到上述搅拌处理好的增强剂中，继续搅拌10分钟；
3)加入剩余材料，继续搅拌5分钟；
4)将上述搅拌好的物料送进双螺杆挤出机挤出造粒，温度控制一区90℃、二区120℃、三-五区1450℃、六-九区150℃、机头155℃，冷却、混合、检测、包装，即得PBAT全生物降解复合材料产成品。
将实施例1～5和对比例1所得样品进行性能测试，结果如下：
Figure BDA0003314948400000101
拉伸强度的测试标准为GB/T1040.2-2006。
断裂生长率的测试标准为GB/T1040.2-2006。
流动速率的测试标准为GB/T3682-2000B。
生物分解率的测试标准为GB/T19277.1-2011。
通过实例1-5产品性能测试结果和对比例1的测试结果进行对比，可以看出，硬脂酸铁、复合生物酶、甲壳素对PBAT复合材料具有加速其降解的作用，实施例3综合性能比较好，生物分解率(180天)可达到91.68％。增强剂添加量20％，不仅可以降低产品成本，而且可以提高复合材料的拉伸强度。

Claims (10)

1.一种PBAT全生物降解复合材料，其特征在于：以质量份计，所述复合材料原料包括以下组分：
Figure FDA0003314948390000011
2.根据权利要求1所述的一种PBAT全生物降解复合材料，其特征在于：所述PBAT、PCL、PLA均为吹膜级合成树脂。
3.根据权利要求1所述的一种PBAT全生物降解复合材料，其特征在于：所述光敏剂为硬脂酸铁、二茂铁、二苯甲酮中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种PBAT全生物降解复合材料，其特征在于：所述抗水解剂为聚碳化二亚胺。
5.根据权利要求1所述的一种PBAT全生物降解复合材料，其特征在于：所述复合生物酶包括果胶裂解酶、纤维素酶和蛋白酶，复合配比为0.5-1.5:2-4:0.5-1.5。
6.根据权利要求1所述的一种PBAT全生物降解复合材料，其特征在于：所述甲壳素粒径小于5微米。
7.根据权利要求1所述的一种PBAT全生物降解复合材料，其特征在于：所述增强剂为碳酸钙、滑石粉中的一种或两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种PBAT全生物降解复合材料，其特征在于：所述防表面粘连剂为硅酮母粒、超细二氧化硅、硅油中的一种或两种以上的混合物。
9.权利要求1至8任一项所述的PBAT全生物降解复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)首先将增强剂加入搅拌机进行表面处理，搅拌5-20分钟；
2)分别将光敏剂、抗水解剂、复合生物酶、甲壳素、防表面粘连剂加入到上述搅拌处理好的增强剂中，继续搅拌3-10分钟；
3)加入剩余材料，继续搅拌3-5分钟；
4)将上述搅拌好的物料送进双螺杆挤出机挤出造粒，温度控制90-155℃，冷却、混合、检测、包装，即得PBAT全生物降解复合材料产成品。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤1)和3)的搅拌速率分别为400-600转/分钟。
CN202111227813.0A 2021-10-21 2021-10-21 一种pbat全生物降解复合材料及其制备方法 Pending CN113912996A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111227813.0A CN113912996A (zh) 2021-10-21 2021-10-21 一种pbat全生物降解复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111227813.0A CN113912996A (zh) 2021-10-21 2021-10-21 一种pbat全生物降解复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113912996A true CN113912996A (zh) 2022-01-11

Family

ID=79242171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111227813.0A Pending CN113912996A (zh) 2021-10-21 2021-10-21 一种pbat全生物降解复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113912996A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116478515A (zh) * 2023-03-18 2023-07-25 广州有道塑料制品有限公司 一种环保型洗衣液塑料瓶制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109810476A (zh) * 2017-11-20 2019-05-28 武汉华丽生物股份有限公司 可完全生物降解膜袋材料及膜袋制备方法
US20210079211A1 (en) * 2017-12-15 2021-03-18 University Of Guelph Biodegradable nanostructured composites
WO2021194440A1 (en) * 2020-03-24 2021-09-30 Pelsan Tekstil Urunleri San. Ve Tic. A.S. The content of a biodegradable and compostable, breathable film and the production process of this film

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109810476A (zh) * 2017-11-20 2019-05-28 武汉华丽生物股份有限公司 可完全生物降解膜袋材料及膜袋制备方法
US20210079211A1 (en) * 2017-12-15 2021-03-18 University Of Guelph Biodegradable nanostructured composites
WO2021194440A1 (en) * 2020-03-24 2021-09-30 Pelsan Tekstil Urunleri San. Ve Tic. A.S. The content of a biodegradable and compostable, breathable film and the production process of this film

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116478515A (zh) * 2023-03-18 2023-07-25 广州有道塑料制品有限公司 一种环保型洗衣液塑料瓶制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110358264B (zh) 一种生物基环保包装袋及其制备方法
CN109535670B (zh) 一种全降解仿真材料及其制备方法
CN112521730B (zh) 一种可生物降解复合材料及其制备方法
CN110655769A (zh) 一种高韧性全降解复合材料
CN113861635A (zh) 一种淀粉改性pbat/pla生物降解塑料薄膜及其制备方法
CN110527191B (zh) 一种无机降解可塑性母粒材料及其制备方法
CN110698822A (zh) 一种餐饮具用全生物降解复合材料及其制备方法与应用
CN110835458B (zh) 一种具有抑菌效果和高强度的生物降解材料及其制备和应用
CN112920563B (zh) 可降解塑料材料和塑料制品及其制备方法
CN112552654B (zh) 适用于制备薄膜的pbat/pha/木粉组合物及其制备和应用
Zhu et al. Modification of lignin with silane coupling agent to improve the interface of poly (L-lactic) acid/lignin composites
CN102391631A (zh) 可生物降解的防静电高分子复合材料及其制备方法
CN111138760A (zh) 一种环保eco生物降解吃塑剂及其制作方法
CN114031909A (zh) 一种淀粉基可降解吸管材料及其制备方法
CN113912996A (zh) 一种pbat全生物降解复合材料及其制备方法
CN114656714A (zh) 高强易回收地膜及其制备方法
CN101851406A (zh) 一种可完全降解塑料膜及其生产工艺
CN114921069B (zh) 一种高热封强度的全生物降解薄膜及其制备方法和应用
CN113881196B (zh) 纳米复合材料改性pbat生物降解塑料及其制备方法
CN113861629B (zh) 一种含煤矸石的生物降解改性树脂及其制备方法
CN114181501A (zh) 一种全降解透明海鲜类包装薄膜材料及其制备方法
CN114181502A (zh) 一种全降解高透明高耐热化妆品包装材料及其制备方法
CN109553941B (zh) 一种生物基全降解筷子材料及其制备方法
CN112063099A (zh) 一种可降解的abs塑料及其制备方法
CN114851672B (zh) 采用可生物降解输液袋专用料制备输液袋的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination