CN110819087A - 一种全生物降解地膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全生物降解地膜，原料包括聚丁二酸丁二醇酯50‑70份；热塑性淀粉30‑50份；马来酸酐0.5‑0.7份；溶剂为乙醇5‑10份；本发明还公开了一种全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：将聚丁二酸丁二醇酯、马来酸酐与溶剂混合，得预混料，将该预混料挤出、粉碎，得改性聚丁二酸丁二醇酯；将改性聚丁二酸丁二醇酯与热塑性淀粉混合，挤出、粉碎，得热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料；将热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料吹塑成型，得到全生物降解薄膜；本发明所用原料全部为可生物降解物质，对环境无污染；原料之间的相容性好；产品价格低廉，使用了大量淀粉，薄膜成本能够与传统地膜竞争。

Description

一种全生物降解地膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物降解材料的制备技术领域，特别涉及一种全生物降解地膜及其制备方法。
背景技术
农用地膜具有提高地温、保水、保土及防虫、抑制杂草生长的功能，从而可使得农作物增产、增收。但是自中国引用地膜以来，大量聚乙烯(PE)地膜被用于农作物生产中，PE地膜在给农业带来巨大效益的同时，给生态环境带来了严重的“白色污染”，由于PE地膜降解时间很长，在作物收成后仍然残留在地表和土壤中，难以降解，对土壤造成了难以预估的污染和破坏，也造成了农作物大幅度的减产。
而全生物降解地膜材料是铺膜后在自然条件下60-180天内完全生物降解为水、二氧化碳及小分子物质等，不会对土壤造成污染，且降解后产物可作为农作物肥料，易于作物生长，属低碳、环保材料。目前全球的生物降解地膜已达几十种，如羟基脂肪酸酯(盐)聚合物(PHAs)、聚乳酸(PLA)，聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚碳酸亚丙酯(PPC)等。
现有的生物降解地膜采用的原料不全是可降解的物质，对环境有污染，影响生态，原料的相容性问题，造成产率低以及资源的浪费，原料的成本高，生产出来的地膜的成本高。
发明内容
发明的目的在于提供一种全生物降解地膜及其制备方法，解决了现有的生物降解地膜采用的原料不全是可降解的物质，对环境有污染，影响生态，原料的相容性问题，造成产率低以及资源的浪费，原料的成本高，生产出来的地膜的成本高的问题。
本发明是这样实现的，一种全生物降解地膜，配方：
聚丁二酸丁二醇酯 50-70份；
热塑性淀粉 30-50份；
马来酸酐 0.5-0.7份；
溶剂为乙醇 5-10份。
一种全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
第一步：将聚丁二酸丁二醇酯、马来酸酐及乙醇在高混机中混合1-3分钟，得预混料；然后将预混料用双螺杆挤出机挤出、粉碎，得改性聚丁二酸丁二醇酯。挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
第二步：将改性聚丁二酸丁二醇酯及热塑性淀粉在高混机中混合2分钟，得预混料；然后将预混料用双螺杆挤出机挤出、粉碎，得热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料。挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
第三步：将热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料吹塑成型，制备全生物降解薄膜。吹塑温度：一区150℃、二区150℃、三区155℃、四区155℃，吹胀比2.4：1-3：1。
热塑性淀粉制备方法如下：将80份淀粉、10份甘油、5份1，6-己二醇、3份丁四醇、2份硬脂酸及1份马来酸酐在30℃的高混机中高速混合3分钟，得预混物；然后将预混料经双螺杆挤出机熔融挤出(挤出温度：一区90℃、二区110℃、三区130℃、四区140℃、五区150℃、机头145℃，主机转速100rpm)，便得热塑性淀粉。
本发明的有益效果：1、全生物降解，所用原料全部为可生物降解物质，对环境无污染；
2、相容性好，因为改性聚丁二酸丁二醇酯及热塑性淀粉中都含有马来酸酐基团，所以二者相容性很好；
3、价格低廉，使用了大量淀粉，薄膜成本能够与传统地膜竞争。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例一：
准备聚丁二酸丁二醇酯50份，热塑性淀粉30份，马来酸酐0.5份，乙醇5份，备用；
制备方法包括以下步骤：
第一步：将聚丁二酸丁二醇酯、马来酸酐及乙醇在高混机中混合1分钟，得预混料；然后将预混料用双螺杆挤出机挤出、粉碎，得改性聚丁二酸丁二醇酯。挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
第二步：将改性聚丁二酸丁二醇酯及热塑性淀粉在高混机中混合2分钟，得预混料；然后将预混料用双螺杆挤出机挤出、粉碎，得热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料。挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
第三步：将热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料吹塑成型，制备全生物降解薄膜。吹塑温度：一区150℃、二区150℃、三区155℃、四区155℃，吹胀比2.4：1-3：1。
热塑性淀粉制备方法如下：将80份淀粉、10份甘油、5份1，6-己二醇、3份丁四醇、2份硬脂酸及1份马来酸酐在30℃的高混机中高速混合3分钟，得预混物；然后将预混料经双螺杆挤出机熔融挤出(挤出温度：一区90℃、二区110℃、三区130℃、四区140℃、五区150℃、机头145℃，主机转速100rpm)，便得热塑性淀粉。
将得到的全生物降解薄膜经过测试，结果为：拉伸强度为25MPa，断裂伸长率为110％，降解时间为一年。
实施例二：
准备聚丁二酸丁二醇酯60份，热塑性淀粉40份，马来酸酐0.6份，乙醇8份，备用；
制备方法包括以下步骤：
第一步：将聚丁二酸丁二醇酯、马来酸酐及乙醇在高混机中混合2分钟，得预混料；然后将预混料用双螺杆挤出机挤出、粉碎，得改性聚丁二酸丁二醇酯。挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
第二步：将改性聚丁二酸丁二醇酯及热塑性淀粉在高混机中混合2分钟，得预混料；然后将预混料用双螺杆挤出机挤出、粉碎，得热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料。挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
第三步：将热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料吹塑成型，制备全生物降解薄膜。吹塑温度：一区150℃、二区150℃、三区155℃、四区155℃，吹胀比2.4：1-3：1。
热塑性淀粉制备方法如下：将80份淀粉、10份甘油、5份1，6-己二醇、3份丁四醇、2份硬脂酸及1份马来酸酐在30℃的高混机中高速混合3分钟，得预混物；然后将预混料经双螺杆挤出机熔融挤出(挤出温度：一区90℃、二区110℃、三区130℃、四区140℃、五区150℃、机头145℃，主机转速100rpm)，便得热塑性淀粉。
将得到的全生物降解薄膜经过测试，结果为：拉伸强度为35MPa，断裂伸长率为150％，降解时间为一年。
实施例三：
准备聚丁二酸丁二醇酯70份，热塑性淀粉50份，马来酸酐0.7份，乙醇10份，备用；
制备方法包括以下步骤：
第一步：将聚丁二酸丁二醇酯、马来酸酐及乙醇在高混机中混合3分钟，得预混料；然后将预混料用双螺杆挤出机挤出、粉碎，得改性聚丁二酸丁二醇酯。挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
第二步：将改性聚丁二酸丁二醇酯及热塑性淀粉在高混机中混合2分钟，得预混料；然后将预混料用双螺杆挤出机挤出、粉碎，得热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料。挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
第三步：将热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料吹塑成型，制备全生物降解薄膜。吹塑温度：一区150℃、二区150℃、三区155℃、四区155℃，吹胀比2.4：1-3：1。
热塑性淀粉制备方法如下：将80份淀粉、10份甘油、5份1，6-己二醇、3份丁四醇、2份硬脂酸及1份马来酸酐在30℃的高混机中高速混合3分钟，得预混物；然后将预混料经双螺杆挤出机熔融挤出(挤出温度：一区90℃、二区110℃、三区130℃、四区140℃、五区150℃、机头145℃，主机转速100rpm)，便得热塑性淀粉。
将得到的全生物降解薄膜经过测试，结果为：拉伸强度为30MPa，断裂伸长率为130％，降解时间为一年。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全生物降解地膜，其特征在于：该全生物降解地膜的原料包括聚丁二酸丁二醇酯、热塑性淀粉以及马来酸酐。
2.根据权利要求1所述的一种全生物降解地膜，其特征在于：所述聚丁二酸丁二醇酯为50-70份，所述热塑性淀粉为30-50份，所述马来酸酐为0.5-0.7份。
3.根据权利要求1所述的一种全生物降解地膜，其特征在于：所述热塑性淀粉制备方法为：将80份淀粉、10份甘油、5份1，6-己二醇、3份丁四醇、2份硬脂酸及1份马来酸酐在30℃的高混机中高速混合3分钟，得预混物料；然后将预混物料经双螺杆挤出机熔融挤出，得热塑性淀粉，其中挤出温度：一区90℃、二区110℃、三区130℃、四区140℃、五区150℃、机头145℃，主机转速100rpm。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备改性聚丁二酸丁二醇酯：将聚丁二酸丁二醇酯、马来酸酐与溶剂混合，得预混料，将该预混料挤出、粉碎，得改性聚丁二酸丁二醇酯；
步骤二、制备热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料：将改性聚丁二酸丁二醇酯与热塑性淀粉混合，挤出、粉碎，得热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料；
步骤三、将热塑性淀粉/改性聚丁二酸丁二醇酯复合材料吹塑成型，得到全生物降解薄膜。
5.根据权利要求4所述的一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的溶剂为乙醇，所述乙醇的质量份为5-10份。
6.根据权利要求4所述的一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中将丁二酸丁二醇酯、马来酸酐与溶剂在高混机中混合1-3分钟。
7.根据权利要求4所述的一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中预混料用双螺杆挤出机挤出、粉碎，其中挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
8.根据权利要求4所述的一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤二中将改性聚丁二酸丁二醇酯与热塑性淀粉在高混机中混合2分钟。
9.根据权利要求4所述的一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤二中将改性聚丁二酸丁二醇酯与热塑性淀粉混合物料在双螺杆挤出机中挤出，其中挤出温度：一区100℃、二区120℃、三区140℃、四区140℃、五区150℃、六区155℃、机头150℃。
10.根据权利要求4所述的一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤三中吹塑成型的吹塑温度：一区150℃、二区150℃、三区155℃、四区155℃，吹胀比2.4：1-3：1。
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