CN106167556A - 一种易降解改性塑料颗粒 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种易降解改性塑料颗粒，由以下成分制成：淀粉、聚乙烯、聚乙烯醇、填料、偶联剂、分散剂、热稳定剂、增塑剂。本发明制备的改性塑料，具有光敏和生物降解特性，韧性好，强度高，耐腐蚀性强，通过各成分之间的配伍，可以有效地提高机械性能，具有显著的经济效益和生态效益，其生物降解性优异，在掩埋120天里，质量能降低14.57%。

Description

一种易降解改性塑料颗粒

技术领域

本发明涉及塑料领域，特别是涉及一种易降解改性塑料颗粒。

背景技术

目前，中国塑料年产量为300万吨，消费量在600万吨以上。全世界塑料年产量为1亿吨，如果按每年15%的塑料废弃量计算，全世界年塑料废弃量就是1500万吨，中国的年塑料废弃量在100万吨以上，废弃塑料在垃圾中的比例占到40%，这样大量的废弃塑料作为垃圾被埋在地下，无疑给本来就缺乏的可耕种土地带来更大的压力。塑料在给人们的生活带来方便的同时，也给环境带来了难以收拾的后患，人们把塑料给环境带来的灾难称为“白色污染”。目前尽管有关降解塑料的研究和报道较多，但许多具体问题不能解决，含淀粉的塑料虽然降解性有所提高，但是一般需要淀粉添加量达到塑料质量50%以上，才能明显提高降解性，但是淀粉添加了多了，塑料的各方面性能急剧下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种易降解改性塑料颗粒，通过以下技术方案实现：

一种易降解改性塑料颗粒，按重量份计由以下成分制成：淀粉48.4、聚乙烯32、聚乙烯醇45、填料27.6、偶联剂1、分散剂1.5、热稳定剂1.3、增塑剂1.2；所述淀粉为玉米淀粉与莲藕淀粉混合物，所述填料为轻质碳酸钙与钠基膨润土混合物。

进一步地，所述淀粉由玉米淀粉与莲藕淀粉按20:1质量比例混合。

进一步地，所述填料由轻质碳酸钙与钠基膨润土按18:1质量比例混合。

进一步地，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂与改性氨基硅烷偶联剂按10:1质量比例制成。

进一步地，所述热稳定剂为硬脂酸钙与环氧树脂按22:3质量比例混合制成。

进一步地，所述增塑剂为环氧大豆油与橄榄油按15.2:1质量比例在85℃下混合制成。

一种易降解改性塑料颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)先将淀粉、聚乙烯、聚乙烯醇、填料添加到高混机中进行共混，共混速度为1500r/min，时间为40分钟，压力为1.25MPa；

b、向经过共混后的淀粉、聚乙烯、聚乙烯醇、填料的混合物中添加偶联剂、分散剂、热稳定剂、增塑剂，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机的中，控制挤出温度225.5℃，熔体加工扭矩72N·m，在造粒机中造粒即可。

淀粉是完全可生物降解、低成本、可再生的纯天然高聚物，并且在最近的可持续发展材料研发中受到极大的关注。但是淀粉并不能完全替代塑料：它的机械性能较差，注定了它无法用于坚固的产品中，而塑料不存在这种问题。可降解塑料的主要研发方向是如何让塑料变得更容易降解。在塑料中不同程度的掺杂淀粉，对塑料的降解性起到了一定的作用，但是，淀粉的种类，掺杂的量，塑料中其它成分这些都极大的影响着塑料的降解性和塑料力学性能，不能只追求塑料的高降解性而忽略了塑料本身力学性能的需求，否则，这样制成的塑料应用的场合就会大大的缩小。本发明经过大量的实验研究，通过添加塑料质量30.63%的淀粉和17.48%的填料，并协同配合其它添加剂，使得制备的塑料，不仅降解性高，还能保持极高的力学性能，满足其使用需求。本发明制备的塑料热稳定性能相对于现有的掺杂30.63%质量比淀粉的塑料提高了68%，断裂伸长率提高了54%，柔韧性和可拉伸性能得到极大的提高，最主要的是，本发明改性塑料的降解性同样得到了极大的提高。

本发明的有益效果是：本发明制备的改性塑料，具有光敏和生物降解特性，韧性好，强度高，耐腐蚀性强，通过各成分之间的配伍，可以有效地提高机械性能，具有显著的经济效益和生态效益，其生物降解性优异，在掩埋120天里，质量能降低14.57%。

具体实施方式

一种易降解改性塑料颗粒，按重量份计由以下成分制成：淀粉48.4、聚乙烯32、聚乙烯醇45、填料27.6、偶联剂1、分散剂1.5、热稳定剂1.3、增塑剂1.2；所述淀粉为玉米淀粉与莲藕淀粉混合物，所述填料为轻质碳酸钙与钠基膨润土混合物。

进一步地，所述淀粉由玉米淀粉与莲藕淀粉按20:1质量比例混合。

进一步地，所述填料由轻质碳酸钙与钠基膨润土按18:1质量比例混合。

进一步地，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂与改性氨基硅烷偶联剂按10:1质量比例制成。

进一步地，所述热稳定剂为硬脂酸钙与环氧树脂按22:3质量比例混合制成。

进一步地，所述增塑剂为环氧大豆油与橄榄油按15.2:1质量比例在85℃下混合制成。

一种易降解改性塑料颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)先将淀粉、聚乙烯、聚乙烯醇、填料添加到高混机中进行共混，共混速度为1500r/min，时间为40分钟，压力为1.25MPa；

b、向经过共混后的淀粉、聚乙烯、聚乙烯醇、填料的混合物中添加偶联剂、分散剂、热稳定剂、增塑剂，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机的中，控制挤出温度225.5℃，熔体加工扭矩72N·m，在造粒机中造粒即可。

通过实验研究对比塑料达到崩裂期和脆裂期所需要的曝晒时间（天）

	纯PE光降解塑料	本发明改性塑料	对比例1	对比例2	对比例3
						CI=6	8	3	5	6	5
CI=45	37	25	32	34	33

表1

其中：对比例1为将本发明中淀粉全采用玉米淀粉，其它成分与制备方法不变；

对比例2为将本发明中填料全采用碳酸钙，其它成分与制备方法不变；

对比例3为将本发明中淀粉由玉米淀粉与莲藕淀粉按1：1质量比例混合，其它成分不变。

由表1可以看出，本发明改性塑料的光降解程度与本发明中淀粉的种类和混合质量有极大的关系，采用碳酸钙与钠基膨润土为填料比纯碳酸钙为填料制备的改性塑料光降解性更好。

Claims (7)

1.一种易降解改性塑料颗粒，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：淀粉48.4、聚乙烯32、聚乙烯醇45、填料27.6、偶联剂1、分散剂1.5、热稳定剂1.3、增塑剂1.2；所述淀粉为玉米淀粉与莲藕淀粉混合物，所述填料为轻质碳酸钙与钠基膨润土混合物。

2.根据权利要求1所述的一种易降解改性塑料颗粒，其特征在于，所述淀粉由玉米淀粉与莲藕淀粉按20:1质量比例混合。

3. 根据权利要求 1 所述的一种易降解改性塑料颗粒，其特征在于，所述填料由轻质碳酸钙与钠基膨润土按18:1质量比例混合。

4.根据权利要求1所述的一种易降解改性塑料颗粒，其特征在于，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂与改性氨基硅烷偶联剂按10:1质量比例制成。

5.根据权利要求1所述的一种易降解改性塑料颗粒，其特征在于，所述热稳定剂为硬脂酸钙与环氧树脂按22:3质量比例混合制成。

6.根据权利要求1所述的一种易降解改性塑料颗粒，其特征在于，所述增塑剂为环氧大豆油与橄榄油按15.2:1质量比例在85℃下混合制成。

7.一种权利要求1-6中任一项所述的一种易降解改性塑料颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先将淀粉、聚乙烯、聚乙烯醇、填料添加到高混机中进行共混，共混速度为1500r/min，时间为40分钟，压力为1.25MPa；

b、向经过共混后的淀粉、聚乙烯、聚乙烯醇、填料的混合物中添加偶联剂、分散剂、热稳定剂、增塑剂，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机的中，控制挤出温度225.5℃，熔体加工扭矩72N·m，在造粒机中造粒即可。