CN106750730A - 一种氧化式生物降解聚乙烯薄膜 - Google Patents

一种氧化式生物降解聚乙烯薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化式生物降解聚乙烯薄膜，由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯94‑97.5%；氧化式生物降解添加剂0.5‑1.5%；爽滑剂1.0‑2.5%；抗静电剂1.0‑2.0%；氧化式生物降解添加剂为铁、锰、锌的硬脂酸盐、乙酸盐中的一种，利用过渡金属离子铁、锰、锌的催化能力，在有氧的地方就能分解，使大分子烯烃链氧化裂断为能被微生物吞噬的小分子链，这种情况会一直持续，直到小碎片分解为分子量小于5000的极微小并可被一般生物环境中的微生物完全分解的物质，此时的塑料最终分解为二氧化碳和水，最终分解产物对环境无影响，不仅克服了光催化在无光或光照不足时不易降解的缺陷，还克服了其他降解塑料加工复杂、成本高、不易推广的弊端，具有重要的经济和社会意义。

Description

一种氧化式生物降解聚乙烯薄膜
技术领域
本发明涉及一种塑料薄膜，特别是一种可生物降解的聚乙烯包装薄膜。
背景技术
目前国内外在薄膜降解方面有较多的研究，也取得了不少成果，特别在光降解和生物降解方面，但光降解行为只能发生在有光的地方，有一定局限性。生物降解通过添加改性淀粉或其他物质实现，但其对产品功能和外观有一定影响，废弃后通常是添加物降解，有机聚合物本身并未发生根本性降解，因此难以在透明包装领域推广使用。
发明内容
为了克服现有技术中降解塑料加工复杂、成本高、不易推广的弊端，本发明提供一种无毒、降解周期可控、不会改变现有聚乙烯薄膜的性能与外观的氧化式生物降解聚乙烯薄膜。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种氧化式生物降解聚乙烯薄膜，由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯94-97.5%；氧化式生物降解添加剂0.5-1.5%；爽滑剂1.0-2.5%；抗静电剂1.0-2.0%；所述氧化式生物降解添加剂为铁、锰、锌的硬脂酸盐、乙酸盐中的一种。
所述爽滑剂为芥酸酰胺。
所述抗静电剂选自C13-C16烷基二乙醇胺、C14-C18烷基二乙醇胺、十八烷基二乙醇胺、十六烷基胺、十八烷基胺或乙氧化(牛脂烷基)胺中的一种。
优选的，氧化式生物降解聚乙烯薄膜由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯96.5%；氧化式生物降解添加剂1.0%；爽滑剂1.5%；抗静电剂1.0%。
优选的，氧化式生物降解聚乙烯薄膜由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯97%；氧化式生物降解添加剂0.8%；爽滑剂1.2%；抗静电剂1.0%。
优选的，氧化式生物降解聚乙烯薄膜由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯97%；氧化式生物降解添加剂0.6%；爽滑剂1.4%；抗静电剂1.0%。
优选的，氧化式生物降解聚乙烯薄膜由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯95%；氧化式生物降解添加剂1.5%；爽滑剂2.0%；抗静电剂1.5%。
优选的，氧化式生物降解聚乙烯薄膜由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯94%；氧化式生物降解添加剂1.5%；爽滑剂2.5%；抗静电剂2.0%。
优选的，氧化式生物降解聚乙烯薄膜由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯97.5%；氧化式生物降解添加剂0.5%；爽滑剂1.0%；抗静电剂1.0%。
本发明的有益效果是：本发明的薄膜中添加了氧化式生物降解添加剂，氧化式生物降解添加剂为铁、锰、锌的硬脂酸盐、乙酸盐中的一种，利用过渡金属离子铁、锰、锌的催化能力，在有氧的地方就能分解，使大分子烯烃链氧化裂断为能被微生物吞噬的小分子链，这种情况会一直持续，直到小碎片分解为分子量小于5000的极微小并可被一般生物环境中的微生物完全分解的物质，此时的塑料不再是塑料，最终分解为二氧化碳和水，最终分解产物对环境无影响，不仅克服了光催化在无光或光照不足时不易降解的缺陷，还克服了其他降解塑料加工复杂、成本高、不易推广的弊端，具有重要的经济和社会意义。
具体实施方式
一种氧化式生物降解聚乙烯薄膜，由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯94-97.5%；氧化式生物降解添加剂0.5-1.5%；爽滑剂1.0-2.5%；抗静电剂1.0-2.0%。
所述氧化式生物降解添加剂为铁、锰、锌的硬脂酸盐、软脂酸盐、乙酸盐中的一种，如硬脂酸铁（C54H105FeO6）、硬脂酸锰（C18H36O2·1/2Mn）、硬脂酸锌（C36H70O4Zn）、乙酸铁【Fe(CH3COO)3】、乙酸锰【Mn(CH3COO)2】或乙酸锌【Zn(CH3COO)2】中的一种，利用过渡金属离子铁、锰、镍的催化能力，在有氧的地方就能分解，使大分子烯烃链氧化裂断为能被微生物吞噬的小分子链，最终分解为二氧化碳和水。
低密度聚乙烯，又称高压聚乙烯，是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好。
所述爽滑剂为芥酸酰胺【CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11CONH2）】，具有较高的熔点和良好的热稳定性，能显著降低薄膜表面的动态和静态摩擦系数，提高易加工性和包装作业效率。
所述抗静电剂选自C13-C16烷基二乙醇胺、C14-C18烷基二乙醇胺、十八烷基二乙醇胺、十六烷基胺、十八烷基胺或乙氧化(牛脂烷基)胺中的一种。
本发明的氧化式生物降解聚乙烯薄膜的制备方法为本领域技术人员所公知的，本发明没有特别限制，以下通过6种具体的产品和通用产品做性能对比。
实施例1（重量百分比）：低密度聚乙烯96.5%；硬脂酸铁1.0%；芥酸酰胺1.5%；乙氧化(牛脂烷基)胺1.0%。
实施例2（重量百分比）：低密度聚乙烯97%；硬脂酸锰0.8%；芥酸酰胺1.2%；C13-C16烷基二乙醇胺1.0%。
实施例3（重量百分比）：低密度聚乙烯97%；硬脂酸锌0.6%；芥酸酰胺1.4%；C14-C18烷基二乙醇胺1.0%。
实施例4（重量百分比）：低密度聚乙烯95%；乙酸铁1.5%；芥酸酰胺2.0%；十八烷基二乙醇胺1.5%。
实施例5（重量百分比）：低密度聚乙烯94%；乙酸锰1.5%；芥酸酰胺2.5%；十六烷基胺2.0%。
实施例6（重量百分比）：低密度聚乙烯97.5%；乙酸锌0.5%；芥酸酰胺1.0%；十八烷基胺1.0%。
上述实施例中，低密度聚乙烯的生产厂家为茂名石化、牌号为951-050，对上述6种薄膜做拉伸强度、断裂伸长率、摩擦系数、透光率测试，测试设备：
万能拉力机：HF-932CS型，苏州恒宇品管仪器有限公司生产。
透光率/雾度仪：M57 型，德国ROSAND精密仪器有限公司生产。
摩擦系数/剥离试验仪，PFT-F1。
测试标准：
光学性能参照 GB/T 2410—2008。
摩擦系数参照GB 10006-1988(2004)。
实验中的通用产品薄膜由广州市鹏晟塑料制品有限公司提供，原料为茂名石化、牌号为951-050所生产的低密度聚乙烯薄膜。
测试结果如下表所示：
编号 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%） 摩擦系数 透光率（%）
实施例1 15 158 0.24 88
实施例2 15 159 0.24 88
实施例3 15 160 0.25 89
实施例4 14 158 0.25 88
实施例5 14 161 0.23 87
实施例6 15 159 0.25 90
通用产品 14 160 0.25 89
从上表中可以看出，本发明的氧化式生物降解聚乙烯薄膜与通用型聚乙烯薄膜相比，物理性能并没有因为添加了氧化式生物降解添加剂而变差，其功能也未受影响，也无需改变现有的设备结构和生产工艺，既能解决“白色污染”问题，又具有降解周期可控、无毒、不会改变现有聚乙烯的性能与外观，分解过程中不会产生对环境又危害的物质等优点。

Claims (9)

1.一种氧化式生物降解聚乙烯薄膜，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯94-97.5%；氧化式生物降解添加剂0.5-1.5%；爽滑剂1.0-2.5%；抗静电剂1.0-2.0%；所述氧化式生物降解添加剂为铁、锰、锌的硬脂酸盐、乙酸盐中的一种。
2.根据权利要求1所述的氧化式生物降解聚乙烯薄膜，其特征在于所述爽滑剂为芥酸酰胺。
3.根据权利要求1所述的氧化式生物降解聚乙烯薄膜，其特征在于所述抗静电剂选自C13-C16烷基二乙醇胺、C14-C18烷基二乙醇胺、十八烷基二乙醇胺、十六烷基胺、十八烷基胺或乙氧化(牛脂烷基)胺中的一种。
4.根据权利要求1、2或3所述的氧化式生物降解聚乙烯薄膜，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯96.5%；氧化式生物降解添加剂1.0%；爽滑剂1.5%；抗静电剂1.0%。
5.根据权利要求1、2或3所述的氧化式生物降解聚乙烯薄膜，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯97%；氧化式生物降解添加剂0.8%；爽滑剂1.2%；抗静电剂1.0%。
6.根据权利要求1、2或3所述的氧化式生物降解聚乙烯薄膜，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯97%；氧化式生物降解添加剂0.6%；爽滑剂1.4%；抗静电剂1.0%。
7.根据权利要求1、2或3所述的氧化式生物降解聚乙烯薄膜，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯95%；氧化式生物降解添加剂1.5%；爽滑剂2.0%；抗静电剂1.5%。
8.根据权利要求1、2或3所述的氧化式生物降解聚乙烯薄膜，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯94%；氧化式生物降解添加剂1.5%；爽滑剂2.5%；抗静电剂2.0%。
9.根据权利要求1、2或3所述的氧化式生物降解聚乙烯薄膜，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯97.5%；氧化式生物降解添加剂0.5%；爽滑剂1.0%；抗静电剂1.0%。
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