CN106987045A - 一种能引发多重降解的环保高分子新材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能引发多重降解的环保高分子新材料，所述环保高分子新材料包括以下质量份的组分：热氧化降解剂10‑15份、光热氧化降解剂6‑12份、光催化剂3‑5份、相容剂3‑5份、无机填料25‑35份、生物纤维素10‑15份、淀粉5‑7份、低密度聚乙烯55‑75份。本发明具有良好功能性作用，材料的配方简单；此外，在生产聚乙烯薄膜类塑料制品时，加入该种材料能使非生物降解的塑料制品获得生物降解性能，成为能在自然环境下降解的塑料制品，满足实际使用要求。

Description

一种能引发多重降解的环保高分子新材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种能引发多重降解的环保高分子新材料及其制备方法，属于新材料及制备工艺技术领域。

背景技术

塑料是一种价廉物美的材料，然而随着塑料袋和塑料薄制品的广泛使用，人们发现塑料薄制品的内在寿命远远长于其使用寿命。塑料内在的耐久性，使其在城市固体垃圾的比率升高，随意遗弃的塑料薄制品（如塑料袋、塑料包装、一次性塑料用品、地膜等）更是长时间地污染着环境，逐渐成为白色污染，成为二十一世纪困扰人类生存与发展的重大难题之一。为了减少白色污染，保护生态环境，可生物降解塑料的研究、开发和使用显得越来越重要和紧迫。但可生物降解塑料具依然存在以下缺点：（1）可生物降解塑料的成本偏高；（2）可生物降解塑料的物理力学性能差，其拉伸强度、断裂伸长率、顶破和撕裂强度、光透明性、湿强度等都达不到应用的要求，影响其应用范围。

如何使普通塑料的内在寿命和使用寿命有效地结合起来，使不能生物降解的塑料在使用后获得生物降解性能，是人类既能继续使用廉价、轻质、高比强度、卫生的塑料制品，又能避免白色污染的关键。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种能引发多重降解的环保高分子新材料及其制备方法，该新材料具有良好功能性作用，材料的配方简单；此外，在生产聚乙烯薄膜类塑料制品时，加入该种材料能使非生物降解的塑料制品获得生物降解性能，成为能在自然环境下降解的塑料制品，满足实际使用要求。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种能引发多重降解的环保高分子新材料，所述环保高分子新材料包括以下质量份的组分：热氧化降解剂10-15份、光热氧化降解剂6-12份、光催化剂3-5份、相容剂3-5份、无机填料25-35份、生物纤维素10-15份、淀粉5-7份、低密度聚乙烯55-75份。

作为上述技术方案的改进，所述环保高分子新材料的质量份的组分为热氧化降解剂12份、光热氧化降解剂9份、光催化剂4份、相容剂4份、无机填料30份、生物纤维素13份、淀粉6份、低密度聚乙烯65份。

作为上述技术方案的改进，所述热氧化降解剂为含有铁、锰、钴、铜、镧、镨等金属元素的有机化合物或氧化物。

作为上述技术方案的改进，所述光热氧化降解剂为二氧化钛、正辛基二茂铁、氯化铁、聚异丁烯、乙酰丙酮镍、亚硝酰氯、硬脂酸、十八烷醇、十八烯醇、十二烷基苯中的一种或多种。

具体地，所述能引发多重降解的环保高分子新材料的制备方法如下：

步骤（1）：按照比例将上述热氧化降解剂、光热氧化降解剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉、低密度聚乙烯分别干燥；

步骤（2）：将热氧化降解剂、光热氧化降解剂、光催化剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉分别按比例加入到高速搅拌机中，搅拌过程中分两次加入配备好的光催化剂，搅拌机转速1200-1600rpm，使混合材料温度升到185℃

步骤（3）：将步骤（2）中高速搅拌机中的材料放出，加入到低速搅拌机中降温，同时加入经预热处理的低密度聚乙烯，当温度降到165度时加入相容剂，再搅拌1-3小时,混合均匀后出料；

步骤（4）：对步骤（3）制得的混合物进行等离子诱导；

其中，所述等离子诱导为：将步骤（2）获得的混合物置入等离子体装置的下电极介质上，电压120kV，电流24mA、间隙3mm的操作条件下照射3-5分钟；

步骤（5）：将步骤（3）处理后的混合物放入单螺杆挤出机中，塑化温度185-225℃转速240-320rpm，经过两次热压成型，再经风冷即得本发明材料。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

本发明提供了一种能引发多重降解的环保高分子新材料及其制备方法，该新材料具有良好功能性作用，材料的配方简单，且制备工艺简单，实现了节约成本与减少劳动强度，满足实际使用要求。

附注：本发明通过电极诱导处理激活了材料本体的分解分子的活力，使得本发明制得的新材料特别适合用于生产环保型包装材料、一次性塑料制品、农用一次性薄膜等塑料制品，这些制品在自然环境下，通过光和热的作用，发生氧化反应，引起相对羧酸基团的增加，使不能生物降解的塑料制品获得生物降解性能；其通过进一步的热氧化降解、光热氧化降解或生物降解，保证了塑料制品最终降解为二氧化碳、水及腐殖质。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

实施例1

一种能引发多重降解的环保高分子新材料，所述环保高分子新材料包括以下质量份的组分：热氧化降解剂10份、光热氧化降解剂6份、光催化剂3份、相容剂3份、无机填料25份、生物纤维素10份、淀粉5份、低密度聚乙烯55份。

具体地，所述热氧化降解剂为含有铁、锰、钴、铜、镧、镨等金属元素的有机化合物或氧化物；所述光热氧化降解剂为二氧化钛、正辛基二茂铁、氯化铁、聚异丁烯、乙酰丙酮镍、亚硝酰氯、硬脂酸、十八烷醇、十八烯醇、十二烷基苯中的一种或多种。

具体地，所述能引发多重降解的环保高分子新材料的制备方法如下：

步骤（1）：按照比例将上述热氧化降解剂、光热氧化降解剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉、低密度聚乙烯分别干燥；

步骤（2）：将热氧化降解剂、光热氧化降解剂、光催化剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉分别按比例加入到高速搅拌机中，搅拌过程中分两次加入配备好的光催化剂，搅拌机转速1200rpm，使混合材料温度升到185℃

步骤（3）：将步骤（2）中高速搅拌机中的材料放出，加入到低速搅拌机中降温，同时加入经预热处理的低密度聚乙烯，当温度降到165度时加入相容剂，再搅拌1小时,混合均匀后出料；

步骤（4）：对步骤（3）制得的混合物进行等离子诱导；

其中，所述等离子诱导为：将步骤（2）获得的混合物置入等离子体装置的下电极介质上，电压120kV，电流24mA、间隙3mm的操作条件下照射3分钟；

步骤（5）：将步骤（3）处理后的混合物放入单螺杆挤出机中，塑化温度185℃转速240rpm，经过两次热压成型，再经风冷即得本发明材料。

本发明提供了一种能引发多重降解的环保高分子新材料及其制备方法，该新材料具有良好功能性作用，材料的配方简单，且制备工艺简单，实现了节约成本与减少劳动强度，满足实际使用要求。

附注：本发明通过电极诱导处理激活了材料本体的分解分子的活力，使得本发明制得的新材料特别适合用于生产环保型包装材料、一次性塑料制品、农用一次性薄膜等塑料制品，这些制品在自然环境下，通过光和热的作用，发生氧化反应，引起相对羧酸基团的增加，使不能生物降解的塑料制品获得生物降解性能；其通过进一步的热氧化降解、光热氧化降解或生物降解，保证了塑料制品最终降解为二氧化碳、水及腐殖质。

实施例2

一种能引发多重降解的环保高分子新材料，所述环保高分子新材料的质量份的组分为热氧化降解剂12份、光热氧化降解剂9份、光催化剂4份、相容剂4份、无机填料30份、生物纤维素13份、淀粉6份、低密度聚乙烯65份。

具体地，所述热氧化降解剂为含有铁、锰、钴、铜、镧、镨等金属元素的有机化合物或氧化物；所述光热氧化降解剂为二氧化钛、正辛基二茂铁、氯化铁、聚异丁烯、乙酰丙酮镍、亚硝酰氯、硬脂酸、十八烷醇、十八烯醇、十二烷基苯中的一种或多种。

具体地，所述能引发多重降解的环保高分子新材料的制备方法如下：

步骤（1）：按照比例将上述热氧化降解剂、光热氧化降解剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉、低密度聚乙烯分别干燥；

步骤（2）：将热氧化降解剂、光热氧化降解剂、光催化剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉分别按比例加入到高速搅拌机中，搅拌过程中分两次加入配备好的光催化剂，搅拌机转速1400rpm，使混合材料温度升到185℃

步骤（3）：将步骤（2）中高速搅拌机中的材料放出，加入到低速搅拌机中降温，同时加入经预热处理的低密度聚乙烯，当温度降到165度时加入相容剂，再搅拌2小时,混合均匀后出料；

步骤（4）：对步骤（3）制得的混合物进行等离子诱导；

其中，所述等离子诱导为：将步骤（2）获得的混合物置入等离子体装置的下电极介质上，电压120kV，电流24mA、间隙3mm的操作条件下照射4分钟；

步骤（5）：将步骤（3）处理后的混合物放入单螺杆挤出机中，塑化温度205℃转速280rpm，经过两次热压成型，再经风冷即得本发明材料。

本发明提供了一种能引发多重降解的环保高分子新材料及其制备方法，该新材料具有良好功能性作用，材料的配方简单，且制备工艺简单，实现了节约成本与减少劳动强度，满足实际使用要求。

附注：本发明通过电极诱导处理激活了材料本体的分解分子的活力，使得本发明制得的新材料特别适合用于生产环保型包装材料、一次性塑料制品、农用一次性薄膜等塑料制品，这些制品在自然环境下，通过光和热的作用，发生氧化反应，引起相对羧酸基团的增加，使不能生物降解的塑料制品获得生物降解性能；其通过进一步的热氧化降解、光热氧化降解或生物降解，保证了塑料制品最终降解为二氧化碳、水及腐殖质。

实施例3

一种能引发多重降解的环保高分子新材料，所述环保高分子新材料包括以下质量份的组分：热氧化降解剂15份、光热氧化降解剂12份、光催化剂5份、相容剂5份、无机填料35份、生物纤维素15份、淀粉7份、低密度聚乙烯75份。

具体地，所述热氧化降解剂为含有铁、锰、钴、铜、镧、镨等金属元素的有机化合物或氧化物；所述光热氧化降解剂为二氧化钛、正辛基二茂铁、氯化铁、聚异丁烯、乙酰丙酮镍、亚硝酰氯、硬脂酸、十八烷醇、十八烯醇、十二烷基苯中的一种或多种。

具体地，所述能引发多重降解的环保高分子新材料的制备方法如下：

步骤（1）：按照比例将上述热氧化降解剂、光热氧化降解剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉、低密度聚乙烯分别干燥；

步骤（2）：将热氧化降解剂、光热氧化降解剂、光催化剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉分别按比例加入到高速搅拌机中，搅拌过程中分两次加入配备好的光催化剂，搅拌机转速1600rpm，使混合材料温度升到185℃

步骤（3）：将步骤（2）中高速搅拌机中的材料放出，加入到低速搅拌机中降温，同时加入经预热处理的低密度聚乙烯，当温度降到165度时加入相容剂，再搅拌3小时,混合均匀后出料；

步骤（4）：对步骤（3）制得的混合物进行等离子诱导；

其中，所述等离子诱导为：将步骤（2）获得的混合物置入等离子体装置的下电极介质上，电压120kV，电流24mA、间隙3mm的操作条件下照射5分钟；

步骤（5）：将步骤（3）处理后的混合物放入单螺杆挤出机中，塑化温度225℃转速320rpm，经过两次热压成型，再经风冷即得本发明材料。

本发明提供了一种能引发多重降解的环保高分子新材料及其制备方法，该新材料具有良好功能性作用，材料的配方简单，且制备工艺简单，实现了节约成本与减少劳动强度，满足实际使用要求。

附注：本发明通过电极诱导处理激活了材料本体的分解分子的活力，使得本发明制得的新材料特别适合用于生产环保型包装材料、一次性塑料制品、农用一次性薄膜等塑料制品，这些制品在自然环境下，通过光和热的作用，发生氧化反应，引起相对羧酸基团的增加，使不能生物降解的塑料制品获得生物降解性能；其通过进一步的热氧化降解、光热氧化降解或生物降解，保证了塑料制品最终降解为二氧化碳、水及腐殖质。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种能引发多重降解的环保高分子新材料，其特征在于：所述环保高分子新材料包括以下质量份的组分：热氧化降解剂10-15份、光热氧化降解剂6-12份、光催化剂3-5份、相容剂3-5份、无机填料25-35份、生物纤维素10-15份、淀粉5-7份、低密度聚乙烯55-75份。

2.根据权利要求1所述一种能引发多重降解的环保高分子新材料，其特征在于：所述环保高分子新材料的质量份的组分为热氧化降解剂12份、光热氧化降解剂9份、光催化剂4份、相容剂4份、无机填料30份、生物纤维素13份、淀粉6份、低密度聚乙烯65份。

3.根据权利要求1所述一种能引发多重降解的环保高分子新材料，其特征在于：所述热氧化降解剂为含有铁、锰、钴、铜、镧、镨等金属元素的有机化合物或氧化物。

4.根据权利要求1所述一种能引发多重降解的环保高分子新材料，其特征在于：所述光热氧化降解剂为二氧化钛、正辛基二茂铁、氯化铁、聚异丁烯、乙酰丙酮镍、亚硝酰氯、硬脂酸、十八烷醇、十八烯醇、十二烷基苯中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4所述一种能引发多重降解的环保高分子新材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：

步骤（1）：按照比例将上述热氧化降解剂、光热氧化降解剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉、低密度聚乙烯分别干燥；

步骤（2）：将热氧化降解剂、光热氧化降解剂、光催化剂、相容剂、无机填料、生物纤维素、淀粉分别按比例加入到高速搅拌机中，搅拌过程中分两次加入配备好的光催化剂，搅拌机转速1200-1600rpm，使混合材料温度升到185℃

步骤（3）：将步骤（2）中高速搅拌机中的材料放出，加入到低速搅拌机中降温，同时加入经预热处理的低密度聚乙烯，当温度降到165度时加入相容剂，再搅拌1-3小时,混合均匀后出料；

步骤（4）：对步骤（3）制得的混合物进行等离子诱导；

其中，所述等离子诱导为：将步骤（2）获得的混合物置入等离子体装置的下电极介质上，电压120kV，电流24mA、间隙3mm的操作条件下照射3-5分钟；

步骤（5）：将步骤（3）处理后的混合物放入单螺杆挤出机中，塑化温度185-225℃转速240-320rpm，经过两次热压成型，再经风冷即得本发明材料。