CN1034219C - 生物降解的聚苯乙烯发泡制品 - Google Patents
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Abstract
生物降解的聚苯乙烯发泡制品包含聚苯乙烯，淀粉和适量的交联剂，该制品从根本上解决了聚苯乙烯制品不能降解的问题，该制品可用于制成快餐饭盒等。
Description
本发明涉及一种可生物降解的制品，特别是涉及一种可生物降解的聚苯乙烯发泡制品，尤其是涉及一种可生物降解的聚苯乙烯发泡片材及快餐饭盒。
在1990年8月2日申请的，申请号为90107256.7的中国专利申请中，揭示了一种生物降解塑料发泡制品，其所使用的原料包括淀粉和选自乙烯-乙烯醇、乙烯-丙烯酸及其混合物的合成聚合物，所述的制品具有闭孔结构，其密度为0.1-0.3克/立方厘米。该申请也披露了这种生降解塑料发泡制品的制造方法，为一种挤出包括有淀粉和选自乙烯-乙烯醇和乙烯-丙烯酸的合成聚合物的组份，在发泡剂聚合酸和碳酸氢钠的存在下进行挤出的方法。
目前在国内市场上供应的聚苯乙烯(PS)片材及其制品(如饭盒，碗，盘等)均属不降解产品，这种不降解的产品在使用后丢弃野外，除一小部分回收再生和处理外，大部分残留原处，已形成“塑料垃圾”的公害，造成环境污染并影响生态平衡。
自从以淀粉为基的塑料为人们接受以来，其产品种类和应用领域逐渐增多和扩大，以淀粉为填充剂制成的PS片材及制品只有极少数厂家能制成，但由于其制造工艺和设备的限制，淀粉掺入量都小于10％，起不到降解效果，只能作为降低原材料成本的一种手段，无法真正达到推广降解PS材料应用的目的。另外，因淀粉的掺入在拉片过程中的配方和工艺掌握上存在缺陷，淀粉与聚合物的接枝，制成的半成品和成品的外观质量也较差。
本发明的目的在于提供一种可生物降解的聚苯乙烯(PS)发泡制品，该制品从根本上解决了目前聚苯乙烯制成品不能降解的问题。
本发明的生物降解聚苯乙烯发泡制品包含35％重量—65％重量的聚苯乙烯，30％重量—50％重量的淀粉和5％重量—15％重量的交联剂，所述的交联剂为选自甘油和山梨醇中的一种或两种，所述的甘油可为皂化甘油。
将以上几种原料经挤出机造粒，然后拉片成型，加工制成各种制品，如快餐器具等。其中在挤出造粒过程中，挤出机的长径比要求在35∶1以上，各段温度可自动控制，因淀粉在200℃以上会碳化，所以造粒温度以200℃为上限，以聚苯乙烯软化点为下限，约为120℃，因而温度应控制在120℃-200℃之间，同时，模头处应有真空抽气装置，排除多余水份以使挤出物料无明显气泡为宜，螺杆转速应在300转/分以上，以完成各种原料的结合，此处所用的造粒机是由WPC公司制造的ZSK-58型双螺杆挤出机，拉片成型和最后模压成型均与目前纯聚苯乙烯加工工艺一样，其加热温度控制在120℃—200℃之间。
与已有的生物降解制品相比，本发明制品具有显著的优越性。首先，本发明原料中的淀粉为普通淀粉，具有价格便宜，来源丰富的优点，其次，也是最重要的是这种塑料产品具有生物降解性能，在该淀粉塑料中，淀粉是以游离态的粒状存在于合成高聚物中，淀粉颗粒被微生物攻击，直至完全被消化，由此削弱了高聚物的结构，在这种情况下，高聚物分子链断裂，直至最终降解成小碎片或小颗粒状。这在快餐行业的后处理中是特别有用的，众所周知，聚苯乙烯是较常用的树脂，用其制成的一次性快餐器具是一种已为广大用户接受的安全经济的产品，以前由于其不能分解和不易回收再利用，造成的污染十分严重。本发明的聚苯乙烯制成品在一定时间内受微生物、细菌、昆虫等影响后会迅速地分解，从而从根本上解决了聚苯乙烯制成品不能降解的问题，为在某些领域中对丢弃物的分解，回收和再利用开辟了一条新的途径。
本发明将结合下述实施例作更详细的描述，但必须明白的是，本发明并不局限于这些实施例，除了另有说明外，实施例中的份数均指重量份数。
实施例1
将65份PS，30份淀粉和5份山梨醇的混合物经挤出机挤出造粒，温度控制在120—200℃之间，然后拉片成型，制成制品。各组份含量，工艺温度及制品的物理性能列于表1中。
实施例2
除了原料为50份PS，40份淀粉和10份皂化甘油的混合物外，重复实施例1的过程，制成制品。各组份含量，工艺温度及制品的物理性能列于表1中。
实施例3
除了原料为35份PS，50份淀粉和15份交联剂(其中10份甘油，5份山梨醇)的混合物外，重复实施例1的过程，制成制品。各组份含量，工艺温度及制品的物理性能列于表1中。
表1
*实施例1中的交联剂为山梨醇
实施例2中的交联剂为甘油
实施例3中的交联剂为甘油十山梨醇
**强度的单位为：MPa
由表1可见，随着淀粉含量的增加，PS含量的减少，制品的物理性能逐渐变差，一般以淀粉含量为30份—40份时为最佳。
使用平板法(实验室法)和室外埋土法(自然废弃法)来实验本发明制品的生物降解性能，实验方法和结果如下：
1.平板法：按ASTMG21—90技术标准。用平板法试验来测定试样的生物降解性能。将试样裁剪成3×3cm的试片，置于预先制备好的培养基平板中央，喷洒一定浓度的试验菌孢子混合悬浮液(孢子悬浮液的浓度为106—107个/毫升，以洒湿试样表面为宜)。盖上盖子，置适宜温湿度(温度30℃±1，相对湿度95％以上)下培养28天，定期观察真菌繁殖情况，并分级记录，结果列于表2中。
2.埋土法，将裁剪成一定大小的试样，埋于土壤中，利用自然土壤菌的作用来判断试样的生物降解性能。定期观察，分级记录，结果列于表3中。
表2 平板法
| 编号 | 试样名称 | 菌丝繁殖情况(级) | |||
| 7天 | 14天 | 21天 | 28天 | ||
| 可生物降解的聚苯乙烯快餐饭盒 | 111 | 222_ | 3_3_2+ | 333 | |
表3 室外埋土法
| 试样名称 | 处理情况 | 菌丝繁殖情况(级) | 备注 | |||
| 7天 | 14天 | 21天 | 28天 | |||
| 可生物降解的聚苯乙烯快餐饭盒 | 表面无任何复盖物 | 1 | 2 | 3_ | 3 | |
| 表面用杂草复盖 | 2 | 3 | 4_ | 4+ | 出现裂缝 | |
| 表面用1-2cm土复盖 | 2 | 3 | 4_ | 4+ | 出现裂缝 | |
| 置于污水沟中 | 2 | 2+ | 3_ | 3 | ||
表中：
0级 无繁殖痕迹
1级 痕迹繁殖(＜10％)
2级 轻度繁殖(10—30％)
3级 中等繁殖(30—60％)
4级 大量繁殖(60％或全表面遮盖)
由上述表2和表3可见，生物降解的聚苯乙烯快餐饭盒在第7天就开始长霉，表面出现菌丝繁殖痕迹，28天后已被严重腐蚀，甚至出现裂缝，并被昆虫吞噬穿孔也有多处。说明本发明的生物降解的聚苯乙烯制品具有降解起始时间快，并且降解迅速而显著的优点。
以上详细地阐述了本发明的特征，具体内容及实施例，应该明白的是，在本技术领域内，在不偏离权利要求书及上述说明书的内容的情况下，对本发明所作的任何改变或改进都属于本发明的范畴。
Claims (3)
1.一种生物降解的聚苯乙烯发泡制品，其特征在于，它包含35％重量—65％重量的聚苯乙烯，30％重量—50％重量的淀粉和5％重量—15％重量的交联剂，所述的交联剂为选自甘油和山梨醇中的一种或两种。
2.如权利要求1所述的生物降解的聚苯乙烯发泡制品，其特征在于，所述的甘油为皂化甘油。
3.一种如权利要求1所述的生物降解的聚苯乙烯发泡制品的用途，其特征在于，可将其制成快餐器具。
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|---|---|---|---|
| CN 94117828 CN1034219C (zh) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 生物降解的聚苯乙烯发泡制品 |
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