CN105924915B - 一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒 - Google Patents

一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，由下述重量份的原料制得：聚乳酸35‑45份、聚乙烯20‑25份、第一填料45‑50份、第二填料50‑55份、疏水改性剂1.5‑2.5份、增塑剂0.1‑0.5份、分散润湿剂0.5‑1份；第一填料由骨粉50％、淀粉10‑15％、米糠粉10‑20％、树叶粉末和竹粉末20‑30％混合得到；第二填料由磷酸氢钙50％、淀粉10‑15％、米糠粉10‑20％、树叶粉末和竹粉末20‑30％混合得到。本发明以聚乳酸、聚乙烯为塑料载体，以骨粉和磷酸氢钙为主要填料，混合淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末，不仅实现降解，降解后释放大量可吸收的钙、磷，多种微量元素和氨基酸。

Description

一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒
技术领域
本发明属于生物高分子材料技术领域，具体是一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒。
背景技术
农用地膜可以起到保墒、保温、除草、杀虫四种作用，能大幅度提高农作物的产量。传统工艺生产的农用地膜采用的母粒是聚乙烯，这种材料具有优异的物理性能，但该塑料薄膜的降解时间长，广泛使用会造成严重的“白色污染”，目前解决塑料薄膜“白色污染”的主要途径是开发可降解农膜。
聚乳酸(PLA)是以微生物发酵产物-乳酸为单体化学合成的聚酯。目前美、日、法等国家采用谷物生产的可生物降解的聚合物，通过谷物淀物水解为葡萄糖,葡萄糖由发酵过程转化为乳酸钠，形成丙交酯的开环聚合反应，来生产制备降解膜。但这种方法需经高温裂解合成，生产工艺复杂，成本较高。但因为是水解降解高分子材料，存贮条件苛刻，在非密封包装时，存贮期不超过6个月，50℃条件下更是只有几个小时的存放时间。
我国哈尔滨工业大学的兰俊杰以高直链玉米粉为主要原料制成母粒，再采用流延法通过共混、增塑、交联等工艺过程制备淀粉基可降解膜，但此类高直链淀粉基薄膜透光性差，降解初期失重率低，且成本高，降解时间长。日本三井化学公司目前正在研制不经过丙交酯，直接以乳酸缩聚反应制备聚乳酸的新技术，但尚未推广应用，且前期投入较大。
在动物体内，钙和磷的含量虽少，但在维持机体的正常机能中，却起着非常重要的作用。细胞外液中钙的作用有：①降低神经肌肉的兴奋性；②降低毛细血管和细胞膜的通透性；③维持正常的肌肉收缩；④维持神经冲动的正常传导；⑤参与正常的血液凝固。此外，已知钙激活许多酶，其中有些与上述机能有关，有些则说明钙还有其他重要的作用。近年来，越来越多的资料表明Ca2+是重要的代谢调节物。
磷是所有细胞及细胞膜中的基本元素，它参与构成活细胞的结构物质，它构成了DNA和RNA分子的骨架。它在其外部与内层中以磷酸盐形式存式。磷酸盐在细胞的日常能量交换中扮演着非常重要的角色。参与几乎所有重要有机物的合成和降解代谢；高能磷酸化合物则在能量的释放、储存和利用中起着极为重要的作用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，其特征在于，由下述重量份的原料制得：聚乳酸35-45份、聚乙烯20-25份、第一填料45-50份、第二填料50-55份、疏水改性剂1.5-2.5份、增塑剂0.1-0.5份、分散润湿剂0.5-1份；
所述第一填料由以下重量百分比的原料制得：骨粉50％、淀粉10-15％、米糠粉10-20％、树叶粉末和竹粉末20-30％；
所述第二填料由以下重量百分比的原料制得：磷酸氢钙50％、淀粉10-15％、米糠粉10-20％、树叶粉末和竹粉末20-30％。
所述疏水改性剂为硅烷偶联剂；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；分散润滑剂为聚乙烯蜡。
所述聚乙烯蜡初熔点为100-106℃，分子量为3500-5000。
所述第一填料粒径为6-10um；第二填料粒径为1-3um。
所述聚乙烯包括80％的线型高密度聚乙烯和20％的线型低密度聚乙烯。
骨粉含有丰富的营养素，除含钙20％～30％、磷8％～14％外，还含Mg、K、Na、Ba、Co、Cu、Fe、Mo、Ni、Si、Ti、V、Zn、Sr等微量元素；氨基酸种类齐全(18种)，总量在26.694％，必需氨基酸总量在5.518％；蛋白质含量35.7％、脂肪含量10.3％；在脂肪酸中软脂酸占19.9％、硬脂酸16.0％、油酸48.6％、亚油酸5.5％，另外还含微量豆寇酸、豆蔻油酸、棕榈油酸、亚麻酸等；此外，骨粉还含有许多其它维持生命活动所必须的营养成分，如脑组织发育不可缺少的磷脂质、磷蛋白等，还有被认为是加强皮下细胞代谢。防止衰老作用的骨胶原、酸性粘多糖，促进肝功能的蛋氨酸、维生素A、B1、B12等。
磷酸氢钙主要含钙和磷，其含量分别为29.41％、22.8％左右，另外还含氧氢和极少量的F、K等微量元素。
本发明的有益效果：本发明以聚乳酸、聚乙烯为塑料载体，以骨粉和磷酸氢钙为主要填料，混合淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末，由于骨粉中的钙主要以羟基磷灰石结晶形式存在，该结晶与胶原纤维结合在一起，薄膜降解后，骨粉中胶原纤维酶解，羟基磷灰石结晶就部分解离，进而转化水溶性氨基酸钙，磷酸氢钙释放出磷和钙，增加土壤中利于动物吸收的钙、磷，不仅实现塑料降解，还提供大量可吸收的钙、磷；本发明母粒制得农用薄膜具有优异的抗拉强度和透光性，力学性能按GB4455-2006标准检测，其拉伸强度纵、横向大于或等于14MPa，断裂伸长率纵、横向大于或等于330％，直角撕裂强度纵、横向大于或等于60KN/m，同时该膜可在60-90天逐渐自动降解。
具体实施方式
实施例1
一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，由下述重量份的原料制得：聚乳酸35份、聚乙烯25份、第一填料50份、第二填料50份、疏水改性剂1.5份、增塑剂0.1份、分散润湿剂0.5份；
第一填料由以下重量百分比的原料制得：骨粉50％、淀粉10％、米糠粉10％、树叶粉末和竹粉末30％。
将骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末粉碎，在搅拌情况下，加入疏水改性剂，90℃改性2h即可，骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末与疏水改性剂的重量比为100:1.5。
第二填料由以下重量百分比的原料制得：磷酸氢钙50％、淀粉15％、米糠粉10％、树叶粉末和竹粉末25％。
将磷酸氢钙、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末粉碎，在搅拌情况下，加入疏水改性剂，90℃改性2h即可，骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末与疏水改性剂的重量比为100:1.5。
疏水改性剂为硅烷偶联剂；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；分散润滑剂为聚乙烯蜡。
聚乙烯蜡初熔点为100-106℃，分子量为3500-5000。
第一填料粒径为6-10um；第二填料粒径为1-3um。
聚乙烯包括80％的线型高密度聚乙烯和20％的线型低密度聚乙烯。
将聚乳酸、聚乙烯、第一填料、第二填料、增塑剂、分散润湿剂利于现有技术进行共混挤出，制成母粒。
实施例2
一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，由下述重量份的原料制得：聚乳酸45份、聚乙烯20份、第一填料45份、第二填料55份、疏水改性剂2份、增塑剂0.3份、分散润湿剂0.6份；
第一填料由以下重量百分比的原料制得：骨粉50％、淀粉15％、米糠粉15％、树叶粉末和竹粉末20％。
将骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末粉碎，在搅拌情况下，加入疏水改性剂，90℃改性2h即可，骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末与疏水改性剂的重量比为100:2。
第二填料由以下重量百分比的原料制得：磷酸氢钙50％、淀粉12％、米糠粉18％、树叶粉末和竹粉末20％。
将磷酸氢钙、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末粉碎，在搅拌情况下，加入疏水改性剂，90℃改性2h即可，骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末与疏水改性剂的重量比为100:2。
疏水改性剂为硅烷偶联剂；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；分散润滑剂为聚乙烯蜡。
聚乙烯蜡初熔点为100-106℃，分子量为3500-5000。
第一填料粒径为6-10um；第二填料粒径为1-3um。
聚乙烯包括80％的线型高密度聚乙烯和20％的线型低密度聚乙烯。
将聚乳酸、聚乙烯、第一填料、第二填料、增塑剂、分散润湿剂利于现有技术进行共混挤出，制成母粒。
实施例3
一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，由下述重量份的原料制得：聚乳酸40份、聚乙烯22份、第一填料48份、第二填料52份、疏水改性剂1.8份、增塑剂0.4份、分散润湿剂0.7份；
第一填料由以下重量百分比的原料制得：骨粉50％、淀粉13％、米糠粉10％、树叶粉末和竹粉末27％。
将骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末粉碎，在搅拌情况下，加入疏水改性剂，90℃改性2h即可，骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末与疏水改性剂的重量比为100:1.8。
第二填料由以下重量百分比的原料制得：磷酸氢钙50％、淀粉10％、米糠粉15％、树叶粉末和竹粉末25％。
将磷酸氢钙、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末粉碎，在搅拌情况下，加入疏水改性剂，90℃改性2h即可，骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末与疏水改性剂的重量比为100:1.8。
疏水改性剂为硅烷偶联剂；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；分散润滑剂为聚乙烯蜡。
聚乙烯蜡初熔点为100-106℃，分子量为3500-5000。
第一填料粒径为6-10um；第二填料粒径为1-3um。
聚乙烯包括80％的线型高密度聚乙烯和20％的线型低密度聚乙烯。
将聚乳酸、聚乙烯、第一填料、第二填料、增塑剂、分散润湿剂利于现有技术进行共混挤出，制成母粒。
实施例4
一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，由下述重量份的原料制得：聚乳酸45份、聚乙烯25份、第一填料50份、第二填料50份、疏水改性剂2.5份、增塑剂0.5份、分散润湿剂1份；
第一填料由以下重量百分比的原料制得：骨粉50％、淀粉15％、米糠粉15％、树叶粉末和竹粉末20％。
将骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末粉碎，在搅拌情况下，加入疏水改性剂，90℃改性2h即可，骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末与疏水改性剂的重量比为100:2.5。
第二填料由以下重量百分比的原料制得：磷酸氢钙50％、淀粉10％、米糠粉20％、树叶粉末和竹粉末20％。
将磷酸氢钙、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末粉碎，在搅拌情况下，加入疏水改性剂，90℃改性2h即可，骨粉、淀粉、米糠粉、树叶粉末和竹粉末与疏水改性剂的重量比为100:2.5。
疏水改性剂为硅烷偶联剂；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；分散润滑剂为聚乙烯蜡。
聚乙烯蜡初熔点为100-106℃，分子量为3500-5000。
第一填料粒径为6-10um；第二填料粒径为1-3um。
聚乙烯包括80％的线型高密度聚乙烯和20％的线型低密度聚乙烯。
将聚乳酸、聚乙烯、第一填料、第二填料、增塑剂、分散润湿剂利于现有技术进行共混挤出，制成母粒。
本发明利用骨粉、磷酸氢钙为填料，当本发明母粒制备得薄膜降解后，骨粉和磷酸氢钙所含有的大量的磷、钙和多种微量元素、氨基酸都被释放出来，利于动物吸收。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，其特征在于，由下述重量份的原料制得：聚乳酸35-45份、聚乙烯20-25份、第一填料45-50份、第二填料50-55份、疏水改性剂1.5-2.5份、增塑剂0.1-0.5份、分散润滑剂0.5-1份；
所述聚乙烯包括80％的线型高密度聚乙烯和20％的线型低密度聚乙烯；
所述第一填料由以下重量百分比的原料制得：骨粉50％、淀粉10-15％、米糠粉10-20％、树叶粉末和竹粉末20-30％；
所述第二填料由以下重量百分比的原料制得：磷酸氢钙50％、淀粉10-15％、米糠粉10-20％、树叶粉末和竹粉末20-30％。
2.根据权利要求1所述的一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，其特征在于，所述疏水改性剂为硅烷偶联剂；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；分散润滑剂为聚乙烯蜡。
3.根据权利要求2所述的一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，其特征在于，所述聚乙烯蜡初熔点为100-106℃，分子量为3500-5000。
4.根据权利要求1所述的一种含骨粉、磷酸氢钙的生物可降解塑料母粒，其特征在于，所述第一填料粒径为6-10um；第二填料粒径为1-3um。
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