CN113004666A - 全生物降解塑料袋及其制备方法及其应用 - Google Patents

全生物降解塑料袋及其制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种全生物降解塑料袋及其制备方法及其应用。所述全生物降解塑料袋的组分包括：全生物降解树脂100份，改性白炭黑20‑100份。所述全生物降解树脂包括聚己二酸丁二醇酯‑对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚碳酸亚丙酯(PPC)中的一种或几种。本发明的生物降解塑料，改性白炭黑表面接枝包覆的‑OH的‑NCO基团相互发生反应形成良好的界面键合形成复合增强填料，可大幅增大增强材料白炭黑填料的可添加范围，尤其是不因其添加范围过大而大幅影响塑料袋的机械强度。

Description

全生物降解塑料袋及其制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及塑料袋领域，更具体地，涉及一种全生物降解塑料袋及其制备方法及其应用。
背景技术
根据《中国塑料工业年鉴》，2019年中国塑料制品总产量已达8184万吨，其中产量和增长量最高的是膜类制品，产量达到1595万吨，占全部塑料制品产量的19.48％，同比增产16.35％。如果按每年15％的塑料废弃量计算，我国年塑料废弃量就是1200万吨，其中膜类制品使用广泛、回收难度大，废弃的比例更高。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”。塑料袋的确给人们生活带来了方便，但是这一时的方便却带来长久的危害。
目前，我国平均每天光消耗的塑料购物袋一项即在30亿个左右，北京每年产生废旧塑料包装垃圾14万吨，占整个生活垃圾的3％；上海每年产生废旧塑料包装垃圾19万吨，占生活垃圾总量的7％；天津每年的废旧塑料包装垃圾也超过10万吨。
一般来说，不可降解的塑料袋的危害包括有：1.塑料袋回收价值较低，容易在使用过程中除了散落在城市街道、旅游区、塑料结构稳定，不易被天然微生物菌降解，在自然环境中长期不分离。这就意味着废塑料垃圾如不加以回收，将在环境中变成污染物永久存在并不断累积，会对环境造成极大危害。2.影响农业发展。废塑料制品混在土壤中不断累积，会影响农作物吸收养分和水分。3.抛弃在陆地上或水体中的废塑料制品，被动物当作食物吞入，导致动物死亡。青海湖畔有20户牧民共有近千只羊因此致死，经济损失约30多万元。这样的事在动物园、牧区、农村、海洋中屡见不鲜。4.废塑料随垃圾填埋不仅会占用大量土地，而且被占用的土地长期得不到恢复，影响土地的可持续利用。进入生活垃圾中的废塑料制品如果将其填埋，200年的时间不降解。
目前，很多国家都采取焚烧(热能源再生)或再加工制造(制品再生)的办法处理废弃塑料。焚烧所产生的有害烟尘和有毒气体，会造成对大气环境造成污染。面对日益严重的白色污染问题，人们希望寻找一种能替代现行塑料性能又不造成白色污染的塑料替代品，因此可降解塑料袋应运而生。这种新型功能的塑料的特点是在达到一定使用寿命废弃后，在特定的环境条件下，由于其化学结构发生明显变化，引起某些性能损失及外观变化而发生降解，对自然环境无害或少害。
可降解塑料袋是近些年以来出现的产品。可降解塑料袋从原料和分解因素的不同，可分为三种：一种是以聚乙烯等传统塑塑料为主，添加部分淀粉或可生物降解材料，通过所含的淀粉或可生物降解材料在环境中的生物降解，使聚合物性能降低并崩解成碎片，这种降解塑料袋因为在环境降解过程中只降解掉淀粉或可生物降解成份，其他传统聚合物材料的物性并没有被改变，只是变成了比较小的碎片而没有降解，造成的微颗粒污染可能更加严重。第二种是以聚乙烯等传统塑料为主料，掺混光降解剂和纳米白炭黑等矿物粉体制成的塑料袋，也叫做光降解型塑料袋，这种塑料袋通过吸收紫外光辐射能量以促使高分子连结断裂、降低分子量并被微生物分解。这种降解方式必须吸收太阳光，一方面容易造成使用过程的降解，其次降解时间因日照和气候变化难以预测，因而无法控制降解时间，一旦被埋入土中，失去光照，降解过程则停止，且使用的光敏剂具很强的毒性，降解后溶入土壤或河水中容易污染土壤和水源。第三种是完全以生物降解材料制成的塑料袋，利用环境中的温度、湿度、矿物质和微生物(如细菌、真菌、藻类等)将聚合物材料水解或酶解为低分子物质再由微生物吞噬完全分解为水、二氧化碳和生物质，无论对人还是环境都无害.生物降解塑料袋是“能降解、易降解”的一种一次性制品，属于绿色包装。
目前尽管有关生物降解塑料的研究和报道较多，也有一些生物降解塑料袋投放于市场，但许多具体问题不能解决，如可降解塑料袋承重能力低，不能完全满足顾客多装东西和反复使用的要求；含淀粉的生物降解塑料耐水性都不好，湿强度差，一遇水则力学性能大降。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种全生物降解塑料袋及其制备方法及其应用，以解决全生物降解塑料袋机械强度低，承重能力低的问题。
为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种全生物降解塑料袋，组分包括：全生物降解树脂100份，改性白炭黑20-100份。
可选的，所述全生物降解树脂包括聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚碳酸亚丙酯(PPC)中的一种或几种。
可选的，还包括助剂10-30份，所述助剂包括增塑剂、成核剂、扩链剂、开口剂、润滑剂、抗粘连剂、抗静电剂、光吸收剂或抗氧化剂中的一种或组合。
可选的，还包括纤维，所述纤维为玻璃纤维、竹纤维、木纤维或麻纤维的一种或组合。
可选的，所述改性白炭黑的制备方法包括以下步骤：(1)按质量份数，称量纳米白炭黑100份，分散于乙醇水溶液中，再加入10份浓度20wt％的复合偶联剂的无水乙醇溶液，高速搅拌机中不断搅拌加热1-2h，转速1000-2000转/min，温度70-80℃，过滤后100-120℃烘干得到初级处理纳米白炭黑；其中复合偶联剂的组分为铝锆酸酯偶联剂，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和钛酸酯偶联剂，重量比为1:1:1；(2)在反应瓶中加入初级处理纳米白炭黑、硅酸钠和去离子水，再缓慢加入2.5wt％的盐酸和柠檬酸混合溶液使体系pH为6.9-7.0，研磨机中进行研磨处理得到硅溶胶包覆的纳米白炭黑，其中盐酸和柠檬酸的质量比为1:1；(3)向硅溶胶包覆的纳米白炭黑中先后加入甲基丙烯酸羟乙酯、聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡并搅拌均匀，在密封的高压釜中，保持搅拌和控温95-105℃的条件下反应5-6小时，真空100-120℃下烘干得到改性纳米白炭黑；其中甲基丙烯酸羟基酯、二聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡的质量比为10:2:15:0.1。
可选的，所述纳米白炭黑的D50粒径范围为500-1000纳米。
为了实现上述目的，在第二方面，本发明提供了一种全生物降解塑料袋的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量比，将包含上述20-100份的改性白炭黑和100份全生物降解树脂按照设定配比称量并加入混合料斗中搅拌均匀后得到混合原料，再进入带有排气功能的单螺杆挤出机中，在150-220℃的温度下熔融塑化并排气后挤出进入到模头的流道中；所述混合原料中还含有10-30份助剂的原料；(2)上述混合原料熔融挤出至温度为180-220℃的模头中，吹塑得到塑料袋。
可选的，所述助剂包括增塑剂、成核剂、扩链剂、开口剂、润滑剂、抗粘连剂、抗静电剂、光吸收剂或抗氧化剂中的一种或组合。
可选的，所述原料还包括纤维，所述纤维为玻璃纤维、竹纤维、木纤维或麻纤维的一种或组合。
为了实现上述目的，在第三方面，本发明提供了一种全生物降解塑料袋的应用，应用于垃圾袋、购物袋、食品包装袋或外卖包装袋。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明的生物降解塑料，改性白炭黑表面接枝包覆的-OH的-NCO基团相互发生反应形成良好的界面键合形成复合增强填料，可大幅增大增强材料白炭黑填料的可添加范围，尤其是不因其添加范围过大而大幅影响塑料袋的机械强度。
(2)上述技术效果的实现是因为本发明的原料处理和制备方法能实现填料之间，基质和填料之间有着良好的分散性和界面结合性，形成理想的海岛结构，增大塑料袋的机械强度。
(3)解决了目前常用生物降解塑料袋材料如PBAT的机械强度不大，不能承受重物的问题。
具体实施方式
为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
根据本发明的全生物降解塑料袋，其组分包括：全生物降解树脂100份，改性白炭黑20-100份。所述全生物降解树脂包括聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚碳酸亚丙酯(PPC)中的一种或几种。
根据本发明的全生物降解塑料袋还包括助剂10-30份，所述助剂包括增塑剂、成核剂、扩链剂、开口剂、润滑剂、抗粘连剂、抗静电剂、光吸收剂或抗氧化剂中的一种或组合。
根据本发明的全生物降解塑料袋还包括纤维，所述纤维为玻璃纤维、竹纤维、木纤维或麻纤维的一种或组合。
在根据本发明的全生物降解塑料袋中，所述改性白炭黑的制备方法包括以下步骤：(1)按质量份数，称量纳米白炭黑100份，分散于乙醇水溶液中，再加入10份浓度20wt％的复合偶联剂的无水乙醇溶液，高速搅拌机中不断搅拌加热1-2h，转速1000-2000转/min，温度70-80℃，过滤后100-120℃烘干得到初级处理纳米白炭黑；其中复合偶联剂的组分为铝锆酸酯偶联剂，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和钛酸酯偶联剂，重量比为1:1:1；(2)在反应瓶中加入初级处理纳米白炭黑、硅酸钠和去离子水，再缓慢加入2.5wt％的盐酸和柠檬酸混合溶液使体系pH为6.9-7.0，研磨机中进行研磨处理得到硅溶胶包覆的纳米白炭黑，其中盐酸和柠檬酸的质量比为1:1；(3)向硅溶胶包覆的纳米白炭黑中先后加入甲基丙烯酸羟乙酯、聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡并搅拌均匀，在密封的高压釜中，保持搅拌和控温95-105℃的条件下反应5-6小时，真空100-120℃下烘干得到改性纳米白炭黑；其中甲基丙烯酸羟基酯、二聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡的质量比为10:2:15:0.1。
在根据本发明的全生物降解塑料袋中，所述纳米白炭黑的D50粒径范围为500-1000纳米。
根据本发明的全生物降解塑料袋的制备方法包括以下步骤：
(1)按重量比，将包含上述20-100份的改性白炭黑和100份全生物降解树脂按照设定配比称量并加入混合料斗中搅拌均匀后得到混合原料，再进入带有排气功能的单螺杆挤出机中，在150-220℃的温度下熔融塑化并排气后挤出进入到模头的流道中；所述混合原料中还含有10-30份助剂的原料；(2)上述混合原料熔融挤出至温度为180-220℃的模头中，吹塑得到塑料袋。
在根据本发明的全生物降解塑料袋的制备方法中，所述助剂包括增塑剂、成核剂、扩链剂、开口剂、润滑剂、抗粘连剂、抗静电剂、光吸收剂或抗氧化剂中的一种或组合。
在根据本发明的全生物降解塑料袋的制备方法中，所述原料还包括纤维，所述纤维为玻璃纤维、竹纤维、木纤维或麻纤维的一种或组合。
根据本发明的全生物降解塑料袋可应用于垃圾袋、购物袋、食品包装袋或外卖包装袋。
以下结合具体实施例对本发明的全生物降解塑料袋做具体说明。
实施例1
(一)制备改性白炭黑：
(1)按质量份数，称量粒径D50为500纳米的纳米白炭黑100份，分散于乙醇水溶液中，再加入10份浓度20wt％的复合偶联剂的无水乙醇溶液，高速搅拌机中不断搅拌加热2h，转速1000转/min，温度70℃，过滤后100℃烘干得到初级处理纳米白炭黑；其中复合偶联剂的组分为铝锆酸酯偶联剂，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和钛酸酯偶联剂，重量比为1:1:1；
(2)在反应瓶中加入初级处理纳米白炭黑、硅酸钠和去离子水，再缓慢加入2.5wt％的盐酸和柠檬酸混合溶液使体系pH为6.9，研磨机中进行研磨处理得到硅溶胶包覆的纳米白炭黑，其中盐酸和柠檬酸的质量比为1:1；
(3)向硅溶胶包覆的纳米白炭黑中先后加入甲基丙烯酸羟乙酯、聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡并搅拌均匀，在密封的高压釜中，保持搅拌和控温95℃的条件下反应5小时，真空100℃下烘干得到改性纳米白炭黑；其中甲基丙烯酸羟基酯、二聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡的质量比为10:2:15:0.1。
(二)制备全生物降解塑料袋：
(1)按重量比，将包含上述20份的改性白炭黑、100份聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和20份玻璃纤维的混合原料，按照设定配比称量并加入混合料斗中搅拌均匀后，再进入带有排气功能的单螺杆挤出机中，在150℃的温度下熔融塑化并排气后挤出进入到模头的流道中；混合原料中加10份助剂的原料；
(2)上述混合原料熔融挤出至温度为180℃的模头中，吹塑得到塑料袋。
实施例2
(一)制备改性白炭黑：
(1)按质量份数，称量粒径D50范围为1000纳米白炭黑100份，分散于乙醇水溶液中，再加入10份浓度20wt％的复合偶联剂的无水乙醇溶液，高速搅拌机中不断搅拌加热1h，转速2000转/min，温度80℃，过滤后120℃烘干得到初级处理纳米白炭黑；其中复合偶联剂的组分为铝锆酸酯偶联剂，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和钛酸酯偶联剂，重量比为1:1:1；
(2)在反应瓶中加入初级处理纳米白炭黑、硅酸钠和去离子水，再缓慢加入2.5wt％的盐酸和柠檬酸混合溶液使体系pH为7.0，研磨机中进行研磨处理得到硅溶胶包覆的纳米白炭黑，其中盐酸和柠檬酸的质量比为1:1；
(3)向硅溶胶包覆的纳米白炭黑中先后加入甲基丙烯酸羟乙酯、聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡并搅拌均匀，在密封的高压釜中，保持搅拌和控温105℃的条件下反应6小时，真空120℃下烘干得到改性纳米白炭黑；其中甲基丙烯酸羟基酯、二聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡的质量比为10:2:15:0.1。
(二)制备全生物降解塑料袋：
(1)按重量比，将包含上述100份的改性白炭黑、100份聚乳酸(PLA)和聚羟基脂肪酸酯(PHA)的混合物(质量比1:1)以及10份麻纤维的混合原料，按照设定配比称量并加入混合料斗中搅拌均匀后，再进入带有排气功能的单螺杆挤出机中，在220℃的温度下熔融塑化并排气后挤出进入到模头的流道中；混合原料还含有30份助剂；
(2)上述混合原料熔融挤出至温度为220℃的模头中，吹塑得到塑料袋。
实施例3
(一)制备改性白炭黑：
(1)按质量份数，称量粒径D50范围为800纳米白炭黑100份，分散于乙醇水溶液中，再加入10份浓度20wt％的复合偶联剂的无水乙醇溶液，高速搅拌机中不断搅拌加热1.5h，转速1500转/min，温度75℃，过滤后110℃烘干得到初级处理纳米白炭黑；其中复合偶联剂的组分为铝锆酸酯偶联剂，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和钛酸酯偶联剂，重量比为1:1:1；
(2)在反应瓶中加入初级处理纳米白炭黑、硅酸钠和去离子水，再缓慢加入2.5wt％的盐酸和柠檬酸混合溶液使体系pH为7.0，研磨机中进行研磨处理得到硅溶胶包覆的纳米白炭黑，其中盐酸和柠檬酸的质量比为1:1；
(3)向硅溶胶包覆的纳米白炭黑中先后加入甲基丙烯酸羟乙酯、聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡并搅拌均匀，在密封的高压釜中，保持搅拌和控温100℃的条件下反应5.5小时，真空110℃下烘干得到改性纳米白炭黑；其中甲基丙烯酸羟基酯、二聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡的质量比为10:2:15:0.1。
(二)制备全生物降解塑料袋：
(1)按重量比，将包含上述60份的改性白炭黑、100份聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以及5份竹纤维的混合原料，按照设定配比称量并加入混合料斗中搅拌均匀后，再进入带有排气功能的单螺杆挤出机中，在190℃的温度下熔融塑化并排气后挤出进入到模头的流道中；混合原料中加20份助剂的原料；
(2)上述混合原料熔融挤出至温度为200℃的模头中，吹塑得到塑料袋。
对比例1
除纳米白炭黑未改性外，其他部分与实施例3相同。
对比例2
除未采用复合偶联剂处理纳米白炭黑外，其他与实施例3相同。
对比例3
除未采用硅溶胶包覆纳米白炭黑外，其他与实施例3相同。
对比例4
除未采用甲基丙烯酸羟基酯、二聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡处理纳米白炭黑外，其他与实施例3相同。
在此说明，上述实施例和对比例的助剂的种类和组合相同，主要由增塑剂癸二酸二丁酯和抗氧化剂1010组成，质量比为10:1。
另外，实施例和对比例是在众多实验中因篇幅有限而选取的代表性实验，其他的一些在本申请列举的白炭黑处理方式之外的对比例，如工艺参数、物料选取和配比等不同，实验数据差于本申请列举的实施例。
性能测试：
1、拉伸强度及断裂伸长率的测定
按照国家标准《塑料拉伸性能的测定》(GB\T1040.3-2006)第3部分，薄膜和薄片的试验条件：哑铃型样条为长度150mm，窄平行宽度为10mm的，拉伸速度为200mm/min，室温25℃。
2、直角撕裂强度的测定
引用QB/T1130－1991《塑料直角撕裂性能试验方法》，拉伸速度200mm/min，室温25℃。
上述实施例及对比例所得产物的性能测试结果见下表：
Figure BDA0002956432910000131
Figure BDA0002956432910000141
3、全生物降解塑料成品袋的使用性能测定
(1)提吊试验
试验机：提袋疲劳试验机，振幅30mm±2mm，频率2Hz～3Hz。
试验：将相当于公称承重、且体积不超过袋子三分之二有效容积的模拟物(如沙子、米粒等)装入袋中，然后悬挂在试验机上，试验1800次，观察袋体及提带处有无损坏，并记录所观察景象。试样数量3个。
(2)跌落实验
将相当于公称承重量、且体积不超过袋子三分之二有效容积的模拟物(如沙子、米粒等)装入袋中，排除空余部分空气，在保持上部袋膜充分松弛的情况下用胶黏带将袋口封上，袋底离地0.5m高处自由落下，试验地面应为光滑平整硬地面，观察是否有模拟物(如沙子、米粒等)漏出，并记录所观察现象。试样数量3个。
(3)漏水性试验
将袋子缓慢装入500mL容积的清水，水温23℃±2℃，悬挂保持底部水平静置1min后观察袋子底部是否有水珠滴落，并记录所观察现象。试样数量3个。
(4)封合强度试验
封合强度按QB/T2385进行，试验速度为300mm/min±50mm/min。封合强度单位：N/15mm。
(5)落镖冲击试验
按GB/T9639.1-2008中A法规定进行落镖冲击试验，采用单片试样，不采用梯级法，采用固定落镖质量测定不破损样品数量方法。样品数量为10片。
实施例及对比例所得产物的物理力学性能测试结果见下表：
提吊试验 跌落实验 漏水性 封合强度 落镖冲击
实施例1 3个袋均无破裂 3个袋均无破裂 3个袋均不滴水 9 10个袋均不破裂
实施例2 3个袋均无破裂 3个袋均无破裂 3个袋均不滴水 10 10个袋均不破裂
实施例3 3个袋均无破裂 3个袋均无破裂 3个袋均不滴水 8 10个袋均不破裂
对比例1 2个袋均无破裂 2个袋均无破裂 2个袋均不滴水 7 8个袋均不破裂
对比例2 2个袋均无破裂 2个袋均无破裂 2个袋均不滴水 7 8个袋均不破裂
对比例3 2个袋均无破裂 2个袋均无破裂 2个袋均不滴水 5 8个袋均不破裂
对比例4 2个袋均无破裂 2个袋均无破裂 2个袋均不滴水 5 8个袋均不破裂
过以上实施例可以看出本发明中提供的全生物降解塑料袋，改性白炭黑极大改善塑料袋的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度，并相应提高其使用性能。虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种全生物降解塑料袋，其特征在于，组分包括：全生物降解树脂100份，改性白炭黑20-100份。
2.如权利要求1所述的全生物降解塑料袋，其特征在于，所述全生物降解树脂包括聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚碳酸亚丙酯(PPC)中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的全生物降解塑料袋，其特征在于，还包括助剂10-30份，所述助剂包括增塑剂、成核剂、扩链剂、开口剂、润滑剂、抗粘连剂、抗静电剂、光吸收剂或抗氧化剂中的一种或组合。
4.如权利要求1所述的全生物降解塑料袋，其特征在于，还包括纤维，所述纤维为玻璃纤维、竹纤维、木纤维或麻纤维的一种或组合。
5.如权利要求1所述的全生物降解塑料袋，其特征在于，所述改性白炭黑的制备方法包括以下步骤：
(1)按质量份数，称量纳米白炭黑100份，分散于乙醇水溶液中，再加入10份浓度20wt％的复合偶联剂的无水乙醇溶液，高速搅拌机中不断搅拌加热1-2h，转速1000-2000转/min，温度70-80℃，过滤后100-120℃烘干得到初级处理纳米白炭黑；其中复合偶联剂的组分为铝锆酸酯偶联剂，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和钛酸酯偶联剂，重量比为1:1:1；
(2)在反应瓶中加入初级处理纳米白炭黑、硅酸钠和去离子水，再缓慢加入2.5wt％的盐酸和柠檬酸混合溶液使体系pH为6.9-7.0，研磨机中进行研磨处理得到硅溶胶包覆的纳米白炭黑，其中盐酸和柠檬酸的质量比为1:1；
(3)向硅溶胶包覆的纳米白炭黑中先后加入甲基丙烯酸羟乙酯、聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡并搅拌均匀，在密封的高压釜中，保持搅拌和控温95-105℃的条件下反应5-6小时，真空100-120℃下烘干得到改性纳米白炭黑；其中甲基丙烯酸羟基酯、二聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯和辛酸亚锡的质量比为10:2:15:0.1。
6.权利要求5所述全生物降解塑料袋，其特征在于，所述纳米白炭黑的D50粒径范围为500-1000纳米。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的全生物降解塑料袋的制备方法，其特征在在于，包括以下步骤：
(1)按重量比，将包含上述20-100份的改性白炭黑和100份全生物降解树脂按照设定配比称量并加入混合料斗中搅拌均匀后得到混合原料，再进入带有排气功能的单螺杆挤出机中，在150-220℃的温度下熔融塑化并排气后挤出进入到模头的流道中；所述混合原料中还含有10-30份助剂的原料；
(2)上述混合原料熔融挤出至温度为180-220℃的模头中，吹塑得到塑料袋。
8.如权利要求7所述的全生物降解塑料袋的制备方法，其特征在于，所述助剂包括增塑剂、成核剂、扩链剂、开口剂、润滑剂、抗粘连剂、抗静电剂、光吸收剂或抗氧化剂中的一种或组合。
9.如权利要求7所述的全生物降解塑料袋的制备方法，其特征在于，所述原料还包括纤维，所述纤维为玻璃纤维、竹纤维、木纤维或麻纤维的一种或组合。
10.如权利要求1-9中任意一项所述的全生物降解塑料袋的应用，其特征在于，应用于垃圾袋、购物袋、食品包装袋或外卖包装袋。
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