CN112048158A - 一种便于生物降解的pet塑料生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，包括以下步骤：(1)原料制备；(2)混合料制备；(3)塑料母粒制备；(4)成品制备；本发明提供的一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，可以使得塑料降解的效率得到较大的提升，并且塑料的降解程度高，减少了对环境的污染。

Description

一种便于生物降解的PET塑料生产工艺
技术领域
本发明属于塑料生产技术领域，特别是一种便于生物降解的PET塑料生产工艺。
背景技术
PET由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得，具有良好的耐热性、耐药品性、力学性能和电学性能，尤其是透明性好、绝缘性佳，较低的生产成本和较高的性能价格比。主要用于纤维，双向拉伸薄膜和聚酯瓶，各种包装容器等；高黏度的PET还在工程塑料的轴承、齿轮、电器零件等领域得到广泛应用；在轿车用塑料中所占比例也不断增加。
现有的由PET塑料制成的饮料瓶由于难以自然降解，使得废弃的饮料瓶只能通过燃烧或埋藏的方式来消除，给环境带来了极大的污染和压力，即使使用便于降解的PET塑料制成的饮料瓶，由于PET塑料的比表面积较小，使得降解的效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下：
一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)原料制备：将混合物放入混料机搅拌，搅拌温度为220-240℃，并在搅拌的过程中缓慢降温至120-130℃，搅拌时间为6-8min，得到原料，通过搅拌温度缓慢地下降便于聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶，提高产品的防透性；
(2)混合料制备：将组成成分及各组分质量份数为：步骤(1)中所述的原料65-70、增塑剂12-15、降解剂0.5-1、填充母料18-24放入混料机搅拌均匀，得到混合料，通过添加增塑剂可以改善高分子材料的性能，降低生产成本，提高生产效益，通过添加降解剂使得塑料制品易于降解，通过填充母料可改善塑料制品性能、降低产品成本；
(3)塑料母粒制备：将混合料使用造粒机制粒，得到塑料母粒；
(4)成品制备：将塑料母粒采用辐射接枝法处理，得到成品，通过辐射接枝法可以增大所述成品的比表面积，提高成品的降解效率。
优选的是：所述混合物组成成分及各组分质量份数为：聚对苯二甲酸乙二醇酯60-70、聚萘二甲酸乙二醇酯25-37、成核剂3-5，通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯共混改性，热分解温度提高，使得该共混材料的热稳定性提高，通过添加较多地成核剂使得苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯共混体系的球晶尺寸较小，还可以降低球晶的完整性。
优选的是：所述塑料母粒采用辐射接枝法处理，包括以下步骤：
1)将塑料母粒与聚丙烯酸混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为2-6kGy，辐照环境温度为80-100℃，得到初步产品，通过给塑料母粒的外表面辐射接枝一层聚丙烯酸，便于塑料母粒与聚丙烯腈进行接枝反应；
2)将步骤1)中的所述初步产品与聚丙烯腈混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为2-6kGy，辐照环境温度为80-100℃，得到步骤(4)中所述的成品，通过塑料母粒的外表面辐射接枝一层聚丙烯腈，使得成品的外表面具有多孔形貌，从而使得成品的比表面积增大，降解的效率提高，由于聚丙烯腈的耐候性，使得成品的耐候性得到提高，从而使得成品的抗氧化的性能较好。
优选的是：所述降解剂由二丁基二硫代氨基甲酸铁和过氧化新癸酸混合而成，通过添加光降解剂二丁基二硫代氨基甲酸铁和热降解剂过氧化新癸酸，进一步提高成品的降解效率。
优选的是：所述填充母料组成成分及各组分质量份数为：重质碳酸钙60-70、淀粉30-40、三聚磷酸钠5-10，通过添加重质碳酸钙降低生产成本，通过添加淀粉便于降解，通过添加分散剂三聚磷酸钠，使得混合料混合较为均匀。
优选的是：所述混合物组成成分及各组分质量份数为：原料65、聚萘二甲酸乙二醇酯31、成核剂4。
本发明的有益效果：本发明通过搅拌温度缓慢地下降便于聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶，，提高产品的防透性，通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯共混改性，热分解温度提高，使得该共混材料的热稳定性提高，通过添加较多地成核剂使得苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯共混体系的球晶尺寸较小，还可以降低球晶的完整性；通过添加增塑剂可以改善高分子材料的性能，降低生产成本，提高生产效益，通过添加降解剂使得塑料制品易于降解，通过填充母料可改善塑料制品性能、降低产品成本，通过添加光降解剂二丁基二硫代氨基甲酸铁和热降解剂过氧化新癸酸，进一步提高成品的降解效率，通过添加重质碳酸钙降低生产成本，通过添加淀粉便于降解，通过添加分散剂三聚磷酸钠，使得混合料混合较为均匀；通过辐射接枝法可以增大所述成品的比表面积，提高成品的降解效率，通过给塑料母粒的外表面辐射接枝一层聚丙烯酸，便于塑料母粒与聚丙烯腈进行接枝反应，通过塑料母粒的外表面辐射接枝一层聚丙烯腈，使得成品的外表面具有多孔形貌，从而使得成品的比表面积增大，降解的效率提高，由于聚丙烯腈的耐候性，使得成品的耐候性得到提高，从而使得成品的抗氧化的性能较好。本发明提供的一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，可以使得塑料降解的效率得到较大的提升，并且塑料的降解程度高，减少了对环境的污染。
具体实施方式
实施例1
一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料制备：将混合物放入混料机搅拌，搅拌温度为220℃，并在搅拌的过程中缓慢降温至120℃，搅拌时间为6min，得到原料；
(2)混合料制备：将组成成分及各组分质量份数为：步骤(1)中所述的原料65、增塑剂12、降解剂0.5、填充母料18放入混料机搅拌均匀，得到混合料；
(3)塑料母粒制备：将混合料使用造粒机制粒，得到塑料母粒；
(4)成品制备：将塑料母粒采用辐射接枝法处理，得到成品。
所述混合物组成成分及各组分质量份数为：聚对苯二甲酸乙二醇酯60、聚萘二甲酸乙二醇酯25、成核剂3。
所述塑料母粒采用辐射接枝法处理，包括以下步骤：
1)将塑料母粒与聚丙烯酸混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为2kGy，辐照环境温度为80℃，得到初步产品；
2)将步骤1)中的所述初步产品与聚丙烯腈混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为2kGy，辐照环境温度为80℃，得到步骤(4)中所述的成品。
所述填充母料组成成分及各组分质量份数为：重质碳酸钙60、淀粉30、三聚磷酸钠5。
实施例2
一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料制备：将混合物放入混料机搅拌，搅拌温度为230℃，并在搅拌的过程中缓慢降温至125℃，搅拌时间为7min，得到原料；
(2)混合料制备：将组成成分及各组分质量份数为：步骤(1)中所述的原料68、增塑剂13、降解剂0.8、填充母料21放入混料机搅拌均匀，得到混合料；
(3)塑料母粒制备：将混合料使用造粒机制粒，得到塑料母粒；
(4)成品制备：将塑料母粒采用辐射接枝法处理，得到成品。
所述混合物组成成分及各组分质量份数为：聚对苯二甲酸乙二醇酯65、聚萘二甲酸乙二醇酯31、成核剂4。
所述塑料母粒采用辐射接枝法处理，包括以下步骤：
1)将塑料母粒与聚丙烯酸混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为4kGy，辐照环境温度为90℃，得到初步产品；
2)将步骤1)中的所述初步产品与聚丙烯腈混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为4kGy，辐照环境温度为90℃，得到步骤(4)中所述的成品。
所述填充母料组成成分及各组分质量份数为：重质碳酸钙65、淀粉35、三聚磷酸钠8。
实施例3
一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料制备：将混合物放入混料机搅拌，搅拌温度为240℃，并在搅拌的过程中缓慢降温至130℃，搅拌时间为8min，得到原料；
(2)混合料制备：将组成成分及各组分质量份数为：步骤(1)中所述的原料70、增塑剂15、降解剂1、填充母料24放入混料机搅拌均匀，得到混合料；
(3)塑料母粒制备：将混合料使用造粒机制粒，得到塑料母粒；
(4)成品制备：将塑料母粒采用辐射接枝法处理，得到成品。
所述混合物组成成分及各组分质量份数为：聚对苯二甲酸乙二醇酯70、聚萘二甲酸乙二醇酯37、成核剂5。
所述塑料母粒采用辐射接枝法处理，包括以下步骤：
1)将塑料母粒与聚丙烯酸混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为6kGy，辐照环境温度为100℃，得到初步产品；
2)将步骤1)中的所述初步产品与聚丙烯腈混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为6kGy，辐照环境温度为100℃，得到步骤(4)中所述的成品。
所述填充母料组成成分及各组分质量份数为：重质碳酸钙70、淀粉40、三聚磷酸钠10。
对比例1
本对比例与实施例1相比，不进行步骤(1)中的操作，直接将聚对苯二甲酸乙二醇酯作为原料进行步骤(2)的操作，除此外的方法步骤均相同。
对比例2
本对比例与实施例2相比，对塑料母粒进行辐射接枝法处理的过程中，塑料母粒不进行步骤1)的辐射接枝聚丙烯酸，直接将塑料母粒进行步骤2)的操作，除此外的方法步骤均相同。
对比例3
本对比例与实施例3相比，对塑料母粒进行辐射接枝法处理的过程中，塑料母粒不进行步骤2)的辐射接枝聚丙烯酸，直接将经过步骤1)处理的初步产品作为成品，除此外的方法步骤均相同。
对照组
采用现有的PET塑料生产工艺生产的塑料颗粒。
分别使用上述7种PET塑料生产工艺生产出的塑料颗粒制成相同规格的饮料瓶(18克)，然后将饮料瓶浸泡在微生物培养池中，测量饮料瓶在各个时间段的质量，当需要测量饮料瓶的质量时，将饮料瓶从培养池中取出，将其清洗并干燥，再测量其质量，当饮料瓶的质量变化较小时，此时的饮料瓶很难再降解，既饮料瓶完成降解，结果如表1和续表1所示：
表1
Figure BDA0002621623780000061
续表1
Figure BDA0002621623780000062
Figure BDA0002621623780000071
由表1和续表1可以看出，实施例的饮料瓶完成降解时饮料瓶降解后剩余的质量均远低于对比例和对照组的饮料瓶完成降解时饮料瓶降解后剩余的质量，并且实施例的饮料瓶完成降解所需的时间均远少于对比例和对照组的饮料瓶完成降解所需的时间，从而可以得出，本发明提供的一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，可以使得塑料降解的效率得到较大的提升，并且塑料的降解程度高，减少了对环境的污染。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与实施例所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)原料制备：将混合物放入混料机搅拌，搅拌温度为220-240℃，并在搅拌的过程中缓慢降温至120-130℃，搅拌时间为6-8min，得到原料；
(2)混合料制备：将组成成分及各组分质量份数为：步骤(1)中所述的原料65-70、增塑剂12-15、降解剂0.5-1、填充母料18-24放入混料机搅拌均匀，得到混合料；
(3)塑料母粒制备：将混合料使用造粒机制粒，得到塑料母粒；
(4)成品制备：将塑料母粒采用辐射接枝法处理，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，其特征在于：所述混合物组成成分及各组分质量份数为：聚对苯二甲酸乙二醇酯60-70、聚萘二甲酸乙二醇酯25-37、成核剂3-5。
3.根据权利要求1所述的一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，其特征在于：所述塑料母粒采用辐射接枝法处理，包括以下步骤：
1)将塑料母粒与聚丙烯酸混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为2-6kGy，辐照环境温度为80-100℃，得到初步产品；
2)将步骤1)中的所述初步产品与聚丙烯腈混合，采用60Co光源对其进行γ射线辐照处理，辐照剂量为2-6kGy，辐照环境温度为80-100℃，得到步骤(4)中所述的成品。
4.根据权利要求1所述的一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，其特征在于：所述降解剂由二丁基二硫代氨基甲酸铁和过氧化新癸酸混合而成。
5.根据权利要求4所述的一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，其特征在于：所述填充母料组成成分及各组分质量份数为：重质碳酸钙60-70、淀粉30-40、三聚磷酸钠5-10。
6.根据权利要求2所述的一种便于生物降解的PET塑料生产工艺，其特征在于：所述混合物组成成分及各组分质量份数为：原料65、聚萘二甲酸乙二醇酯31、成核剂4。
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