CN116535824A - 一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法 - Google Patents

一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116535824A
CN116535824A CN202310345832.6A CN202310345832A CN116535824A CN 116535824 A CN116535824 A CN 116535824A CN 202310345832 A CN202310345832 A CN 202310345832A CN 116535824 A CN116535824 A CN 116535824A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chain extender
ppc
mulching film
beet
steps
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310345832.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116535824B (zh
Inventor
王秋波
项衡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Zhongdahang Material Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Zhongdahang Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Zhongdahang Material Technology Co ltd filed Critical Suzhou Zhongdahang Material Technology Co ltd
Priority to CN202310345832.6A priority Critical patent/CN116535824B/zh
Publication of CN116535824A publication Critical patent/CN116535824A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116535824B publication Critical patent/CN116535824B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G13/00—Protecting plants
    • A01G13/02—Protective coverings for plants; Coverings for the ground; Devices for laying-out or removing coverings
    • A01G13/0256—Ground coverings
    • A01G13/0268—Mats or sheets, e.g. nets or fabrics
    • A01G13/0275—Films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • B29D7/01—Films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2467/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2469/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0025—Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/28—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture specially adapted for farming

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

本发明涉及地膜技术领域，具体为一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法。方案以PPC母粒、PLA、PBAT为主要膜材料，加入环氧基扩链剂、碳酸钙、助剂等组分，挤出吹塑形成地膜，在该方案中，PPC母粒、PLA、PBAT均为生物降解材料，因而通过该方案制备的膜具有较优异的生物降解性能；同时，由于PPC的引入，产品的阻隔性能也得到提升，产品应用范围广泛，包括但不仅限于甜菜种植用地膜等，实用性更高。工艺设计合理，各组分配比适宜，制备得到的全生物降解地膜不仅具有优异的生物降解性能，而且阻隔性能优异，产品采用高透PLA，透光率高，适用于植物种植地膜领域，实用性较高。

Description

一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及地膜技术领域，具体为一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法。
背景技术
农用塑料地膜指的是指利用增塑剂、增容剂或者其他改性助剂对聚合物共混物进行改性处理后生产的农业覆盖产品，在传统甜菜生产过程中，往往会存在地膜残膜污染重、单产不稳、含糖率不高等诸多突出问题，因此，地膜的材料加工工艺及配方调整是企业极为重视的研发项目。
PPC、PLA和PBAT均为现有较为常用的生物降解材料，如何将其合适的复配，并有效提高地膜的阻隔性能和力学性能，这是我们着重需要解决的技术问题，基于此，本申请公开了一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法，以获得一种阻隔性能优异的地膜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将联苯二酚、环氧氯丙烷、异丙醇和相转移催化剂混合，加热至60～65℃，反应1～1.5h，加入氢氧化钠，滴加时间为40～50min，继续反应2～3h，停止反应，收集产物，洗涤干燥，得到中间体A；
(2)将中间体A、苯三甲酸和丁二酸反应聚合，生成羧基扩链剂；将中间体A、三乙醇胺和环氧氯丙烷反应聚合，生成环氧基扩链剂；
(3)将PPC置于60～65℃下干燥20～24h，加入羧基扩链剂混合，双螺杆挤出造粒，得到PPC母粒；将PPC母粒、PLA、PBAT、环氧基扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为160～180℃，吹塑成型，得到成品。
较优化的方案，步骤(3)中，各组分用量为：PPC母粒18～20wt％、PLA5～10wt％、环氧基扩链剂0.6～0.8wt％、碳酸钙2～4wt％、助剂1～3wt％，其余为PBAT。
较优化的方案，步骤(2)中，羧基扩链剂的制备步骤为：将苯三甲酸、丁二酸、异丁醇混合，100～110℃搅拌至溶解，得到单体溶液；在单体溶液中加入中间体A、三苯基膦，保温反应2～3h，停止反应，旋蒸除去异丁醇，无水乙醚沉淀，真空干燥，得到羧基扩链剂。
较优化的方案，羧基扩链剂制备时，中间体A、丁二酸、苯三甲酸的摩尔比为7：(2～3)：(5～6)；所述三苯基膦用量为中间体A的2～3wt％。
较优化的方案，步骤(2)中，环氧基扩链剂的制备步骤为：将中间体A、三乙醇胺和环氧氯丙烷混合，110～115℃油浴下搅拌至溶解，加入氢氧化钠，滴加时间为30～40min，保温反应4～5h，停止反应，除去水相，洗涤干燥，得到环氧基扩链剂。
较优化的方案，环氧基扩链剂制备时，中间体A、环氧氯丙烷、氢氧化钠的摩尔比为1：(2～3)：(4～5)；所述三乙醇胺用量为中间体A的15～25wt％。
较优化的方案，步骤(1)中，所述联苯二酚、环氧氯丙烷、相转移催化剂、氢氧化钠的摩尔比为1：(4～5)：0.5：(6～7)，所述联苯二酚为4,4'-联苯二酚、3,3',5,5'-四甲基联苯二酚中的任意一种。
较优化的方案，步骤(3)中，PPC母粒的挤出温度为180～190℃，所述羧基扩链剂用量为PPC的0.4～0.6wt％；吹塑工艺参数为：主机螺杆转速为100～200rpm，牵引速度为30～50m/min，吹胀比为3～4。
较优化的方案，所述助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂复配，质量比为2：3：5；其中抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂1577、光稳定剂119、光稳定剂944中的任意一种或多种复配；润滑剂为硬脂酸钙。
较优化的方案，根据以上任意一项所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法制备的全生物降解地膜。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明公开了一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法，方案以PPC母粒、PLA、PBAT为主要膜材料，加入环氧基扩链剂、碳酸钙、助剂等组分，挤出吹塑形成地膜，在该方案中，PPC母粒、PLA、PBAT均为生物降解材料，因而通过该方案制备的膜具有较优异的生物降解性能；同时，由于PPC的引入，产品的阻隔性能也得到提升，产品应用范围广泛，包括但不仅限于甜菜种植用地膜等，实用性更高。
由于PPC母粒、PLA、PBAT的界面相容性较差，界面综合强度低，为保证产品性能，方案引入了环氧基扩链剂，利用环氧基团与PBAT、PLA的端羧基或端羟基开环反应，发生扩链作用，从而提高组分之间的界面强度，增强体系相容性；同时，为进一步提高产品综合力学性能，方案对环氧基扩链剂的制备工艺进行调整，先利用联苯二酚、环氧氯丙烷反应，根据联苯二酚的选择生成不同的中间体A(如4,4'-联苯二酚二缩水甘油醚、3,3',5,5'-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚)，再利用中间体A与三乙醇胺、环氧氯丙烷反应交联，形成具有支化结构的环氧基扩链剂，多环氧基及支化结构的存在，能够提高膜层交联致密度，地膜的综合力学性能和阻隔性能均得到改善。
在此基础上，为进一步提高地膜的阻隔性能，方案引入了羧基扩链剂，并预先对PPC反应封端，利用羧基与端羟基接枝反应，与此同时，羧基扩链剂主要由中间体A(如4,4'-联苯二酚二缩水甘油醚、3,3',5,5'-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚)、三乙醇胺、环氧氯丙烷反应制得，方案限定了各组分的反应用量，最终产品中还含有环氧基团，环氧基团也能够与端羟基键合，参与封端；另一方面，方案预先对PPC反应封端，制得PPC母粒，再将其与PLA、PBAT挤出吹塑成膜，羧基扩链剂能够与环氧基扩链剂相互配合，从而进一步提高PPC在体系中的相容性，因此，相比于常规的未处理PPC，地膜的阻隔性能和综合力学性能均得到提升。
本发明公开了一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法，工艺设计合理，各组分配比适宜，制备得到的全生物降解地膜不仅具有优异的生物降解性能，而且阻隔性能优异，产品采用高透PLA，透光率高，适用于植物种植地膜领域，实用性较高。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例中，PPC的重均分子量为1.595×105，分子量分布指数为1.13，由南阳中聚天冠低碳科技有限公司提供；PBAT的重均分子量为1.5×105，分子量分布指数为1.45，由新疆蓝山屯河聚酯有限公司提供；PLA的重均分子量为2.7×105，分子量分布指数为1.73，D型乳酸含量为2％，由美国NatureWorks公司提供。乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯牌号为LotaderAX8900，由法国阿科玛公司提供。
实施例1：一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将20mmol联苯二酚、100mmol环氧氯丙烷、60mL异丙醇和10mmol相转移催化剂混合，加热至65℃，反应1.5h，加入120mmol氢氧化钠，滴加时间为50min，继续反应3h，停止反应，收集产物，洗涤干燥，得到中间体A；相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵。所述联苯二酚为3,3',5,5'-四甲基联苯二酚。
(2)将60mmol苯三甲酸、20mmo丁二酸、80mL异丁醇混合，100℃搅拌至溶解，得到单体溶液；在单体溶液中加入70mmol中间体A、三苯基膦，保温反应3h，停止反应，旋蒸除去异丁醇，无水乙醚沉淀，真空干燥，得到羧基扩链剂。所述三苯基膦用量为中间体A的2.5wt％。
将20mmol中间体A、三乙醇胺和60mmol环氧氯丙烷混合，110℃油浴下搅拌至溶解，加入90mmol氢氧化钠，滴加时间为40min，保温反应5h，停止反应，除去水相，洗涤干燥，得到环氧基扩链剂。所述三乙醇胺用量为中间体A的20wt％。
(3)将PPC置于60℃下干燥24h，加入羧基扩链剂混合，双螺杆挤出造粒，得到PPC母粒；PPC母粒的挤出温度为190℃。所述羧基扩链剂用量为PPC的0.6wt％。
将PPC母粒、PLA、PBAT、环氧基扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为180℃，吹塑成型，得到成品。吹塑工艺参数为：主机螺杆转速为150rpm，牵引速度为30m/min，吹胀比为3。
各组分用量为：PPC母粒20wt％、PLA8wt％、环氧基扩链剂0.8wt％、碳酸钙3wt％、助剂2.5wt％，其余为PBAT。助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂复配，质量比为2：3：5；其中抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂1577；润滑剂为硬脂酸钙。
实施例2：一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将20mmol联苯二酚、100mmol环氧氯丙烷、60mL异丙醇和10mmol相转移催化剂混合，加热至65℃，反应1.5h，加入120mmol氢氧化钠，滴加时间为50min，继续反应3h，停止反应，收集产物，洗涤干燥，得到中间体A；相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵。所述联苯二酚为3,3',5,5'-四甲基联苯二酚。
(2)将60mmol苯三甲酸、20mmo丁二酸、80mL异丁醇混合，105℃搅拌至溶解，得到单体溶液；在单体溶液中加入70mmol中间体A、三苯基膦，保温反应2.5h，停止反应，旋蒸除去异丁醇，无水乙醚沉淀，真空干燥，得到羧基扩链剂。所述三苯基膦用量为中间体A的2.5wt％。
将20mmol中间体A、三乙醇胺和60mmol环氧氯丙烷混合，115℃油浴下搅拌至溶解，加入90mmol氢氧化钠，滴加时间为40min，保温反应4.5h，停止反应，除去水相，洗涤干燥，得到环氧基扩链剂。所述三乙醇胺用量为中间体A的20wt％。
(3)将PPC置于65℃下干燥22h，加入羧基扩链剂混合，双螺杆挤出造粒，得到PPC母粒；PPC母粒的挤出温度为190℃。所述羧基扩链剂用量为PPC的0.6wt％。
将PPC母粒、PLA、PBAT、环氧基扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为180℃，吹塑成型，得到成品。吹塑工艺参数为：主机螺杆转速为150rpm，牵引速度为30m/min，吹胀比为3。
各组分用量为：PPC母粒20wt％、PLA10wt％、环氧基扩链剂0.7wt％、碳酸钙3wt％、助剂2.5wt％，其余为PBAT。助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂复配，质量比为2：3：5；其中抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂1577；润滑剂为硬脂酸钙。
实施例3：一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将20mmol联苯二酚、100mmol环氧氯丙烷、60mL异丙醇和10mmol相转移催化剂混合，加热至65℃，反应1.5h，加入120mmol氢氧化钠，滴加时间为50min，继续反应3h，停止反应，收集产物，洗涤干燥，得到中间体A；相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵。所述联苯二酚为3,3',5,5'-四甲基联苯二酚。
(2)将60mmol苯三甲酸、20mmo丁二酸、80mL异丁醇混合，110℃搅拌至溶解，得到单体溶液；在单体溶液中加入70mmol中间体A、三苯基膦，保温反应2h，停止反应，旋蒸除去异丁醇，无水乙醚沉淀，真空干燥，得到羧基扩链剂。所述三苯基膦用量为中间体A的2.5wt％。
将20mmol中间体A、三乙醇胺和60mmol环氧氯丙烷混合，115℃油浴下搅拌至溶解，加入90mmol氢氧化钠，滴加时间为40min，保温反应4h，停止反应，除去水相，洗涤干燥，得到环氧基扩链剂。所述三乙醇胺用量为中间体A的20wt％。
(3)将PPC置于65℃下干燥20h，加入羧基扩链剂混合，双螺杆挤出造粒，得到PPC母粒；PPC母粒的挤出温度为190℃。所述羧基扩链剂用量为PPC的0.6wt％。
将PPC母粒、PLA、PBAT、环氧基扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为180℃，吹塑成型，得到成品。吹塑工艺参数为：主机螺杆转速为150rpm，牵引速度为30m/min，吹胀比为3。
各组分用量为：PPC母粒18wt％、PLA9wt％、环氧基扩链剂0.7wt％、碳酸钙3wt％、助剂2.5wt％，其余为PBAT。助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂复配，质量比为2：3：5；其中抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂1577；润滑剂为硬脂酸钙。
对比例1：以实施例2为对照组，对比例1中并未对PPC进行预处理，物料共混时加入羧基扩链剂和环氧基扩链剂。
一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将20mmol联苯二酚、100mmol环氧氯丙烷、60mL异丙醇和10mmol相转移催化剂混合，加热至65℃，反应1.5h，加入120mmol氢氧化钠，滴加时间为50min，继续反应3h，停止反应，收集产物，洗涤干燥，得到中间体A；相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵。所述联苯二酚为3,3',5,5'-四甲基联苯二酚。
(2)将60mmol苯三甲酸、20mmo丁二酸、80mL异丁醇混合，105℃搅拌至溶解，得到单体溶液；在单体溶液中加入70mmol中间体A、三苯基膦，保温反应2.5h，停止反应，旋蒸除去异丁醇，无水乙醚沉淀，真空干燥，得到羧基扩链剂。所述三苯基膦用量为中间体A的2.5wt％。
将20mmol中间体A、三乙醇胺和60mmol环氧氯丙烷混合，115℃油浴下搅拌至溶解，加入90mmol氢氧化钠，滴加时间为40min，保温反应4.5h，停止反应，除去水相，洗涤干燥，得到环氧基扩链剂。所述三乙醇胺用量为中间体A的20wt％。
(3)将PPC、PLA、PBAT、环氧基扩链剂、羧基扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为180℃，吹塑成型，得到成品。吹塑工艺参数为：主机螺杆转速为150rpm，牵引速度为30m/min，吹胀比为3。
各组分用量为：PPC母粒20wt％、PLA10wt％、环氧基扩链剂0.7wt％、羧基扩链剂0.2wt％、碳酸钙3wt％、助剂2.5wt％，其余为PBAT。助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂复配，质量比为2：3：5；其中抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂1577；润滑剂为硬脂酸钙。
对比例2：以实施例2为对照组，对比例2中并未对PPC进行预处理，且并未加入羧基扩链剂。
一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将20mmol联苯二酚、100mmol环氧氯丙烷、60mL异丙醇和10mmol相转移催化剂混合，加热至65℃，反应1.5h，加入120mmol氢氧化钠，滴加时间为50min，继续反应3h，停止反应，收集产物，洗涤干燥，得到中间体A；相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵。所述联苯二酚为3,3',5,5'-四甲基联苯二酚。
(2)将20mmol中间体A、三乙醇胺和60mmol环氧氯丙烷混合，115℃油浴下搅拌至溶解，加入90mmol氢氧化钠，滴加时间为40min，保温反应4.5h，停止反应，除去水相，洗涤干燥，得到环氧基扩链剂。所述三乙醇胺用量为中间体A的20wt％。
(3)将PPC、PLA、PBAT、环氧基扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为180℃，吹塑成型，得到成品。吹塑工艺参数为：主机螺杆转速为150rpm，牵引速度为30m/min，吹胀比为3。
各组分用量为：PPC母粒20wt％、PLA10wt％、环氧基扩链剂0.7wt％、碳酸钙3wt％、助剂2.5wt％，其余为PBAT。助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂复配，质量比为2：3：5；其中抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂1577；润滑剂为硬脂酸钙。
对比例3：以实施例2为对照组，对比例3中加入常规的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯。
一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
将PPC、PLA、PBAT、扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为180℃，吹塑成型，得到成品。吹塑工艺参数为：主机螺杆转速为150rpm，牵引速度为30m/min，吹胀比为3。
各组分用量为：PPC母粒20wt％、PLA10wt％、扩链剂0.7wt％、碳酸钙3wt％、助剂2.5wt％，其余为PBAT。助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂复配，质量比为2：3：5；其中抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂1577；润滑剂为硬脂酸钙。扩链剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯。
检测实验：
1、取实施例1～3、对比例1～3制备的地膜样品，根据GB/T1037-2021《塑料薄膜与薄片水蒸气透过性能测定杯式增重与减重法》公开的方法测试水蒸气透过率，测试温度为38℃，相对湿度为90％，样品直径为10cm，厚度为0.025mm，测试样品的水蒸汽透过量。
2、取实施例1～3、对比例1～3制备的地膜样品，参照GB/T1040.3公开的方法测试拉伸性能，拉伸速度为500mm/min，样品为长条形，宽度为10mm，长度为150mm，厚度为0.008mm。测量并记录横向拉伸强度(以地膜收卷方向为纵向，与之垂直的方向为横向)。
结论：本发明公开了一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法，工艺设计合理，各组分配比适宜，制备得到的全生物降解地膜不仅具有优异的生物降解性能，而且阻隔性能优异，产品采用高透PLA，透光率高，适用于植物种植地膜领域，实用性较高。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将联苯二酚、环氧氯丙烷、异丙醇和相转移催化剂混合，加热至60～65℃，反应1～1.5h，加入氢氧化钠，继续反应2～3h，停止反应，收集产物，洗涤干燥，得到中间体A；
(2)将中间体A、苯三甲酸和丁二酸反应聚合，生成羧基扩链剂；将中间体A、三乙醇胺和环氧氯丙烷反应聚合，生成环氧基扩链剂；
(3)将PPC置于60～65℃下干燥20～24h，加入羧基扩链剂混合，双螺杆挤出造粒，得到PPC母粒；将PPC母粒、PLA、PBAT、环氧基扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为160～180℃，吹塑成型，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，各组分用量为：PPC母粒18～20wt％、PLA5～10wt％、环氧基扩链剂0.6～0.8wt％、碳酸钙2～4wt％、助剂1～3wt％，其余为PBAT。
3.根据权利要求1所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，羧基扩链剂的制备步骤为：将苯三甲酸、丁二酸、异丁醇混合，100～110℃搅拌至溶解，得到单体溶液；在单体溶液中加入中间体A、三苯基膦，保温反应2～3h，停止反应，旋蒸除去异丁醇，无水乙醚沉淀，真空干燥，得到羧基扩链剂。
4.根据权利要求3所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：羧基扩链剂制备时，中间体A、丁二酸、苯三甲酸的摩尔比为7：(2～3)：(5～6)。
5.根据权利要求1所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，环氧基扩链剂的制备步骤为：将中间体A、三乙醇胺和环氧氯丙烷混合，110～115℃油浴下搅拌至溶解，加入氢氧化钠，保温反应4～5h，停止反应，除去水相，洗涤干燥，得到环氧基扩链剂。
6.根据权利要求5所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：环氧基扩链剂制备时，中间体A、环氧氯丙烷、氢氧化钠的摩尔比为1：(2～3)：(4～5)；所述三乙醇胺用量为中间体A的15～25wt％。
7.根据权利要求1所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述联苯二酚、环氧氯丙烷、相转移催化剂、氢氧化钠的摩尔比为1：(4～5)：0.5：(6～7)，所述联苯二酚为4,4'-联苯二酚、3,3',5,5'-四甲基联苯二酚中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，PPC母粒的挤出温度为180～190℃，所述羧基扩链剂用量为PPC的0.4～0.6wt％；吹塑工艺参数为：主机螺杆转速为100～200rpm，牵引速度为30～50m/min，吹胀比为3～4。
9.根据权利要求1所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂复配，质量比为2：3：5；其中抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂1577、光稳定剂119、光稳定剂944中的任意一种或多种复配；润滑剂为硬脂酸钙。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法制备的全生物降解地膜。
CN202310345832.6A 2023-04-03 2023-04-03 一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法 Active CN116535824B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310345832.6A CN116535824B (zh) 2023-04-03 2023-04-03 一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310345832.6A CN116535824B (zh) 2023-04-03 2023-04-03 一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116535824A true CN116535824A (zh) 2023-08-04
CN116535824B CN116535824B (zh) 2023-12-29

Family

ID=87455058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310345832.6A Active CN116535824B (zh) 2023-04-03 2023-04-03 一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116535824B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105860459A (zh) * 2016-06-02 2016-08-17 北京科方创业科技企业孵化器有限公司 一种高保温保墒可降解农用地膜材料的制备方法
CN106221165A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 深圳市虹彩新材料科技有限公司 一种高阻隔的全生物降解地膜及其制备方法
CN110330773A (zh) * 2019-07-19 2019-10-15 深圳利琒环保材料有限公司 一种可控全生物降解地膜及其制备方法
CN110583326A (zh) * 2019-09-30 2019-12-20 苏州中达航材料科技有限公司 一种三层共挤全降解地膜及其生产工艺
CN111978691A (zh) * 2020-09-11 2020-11-24 中国科学院长春应用化学研究所 一种可生物降解地膜及其制备方法
CN112063125A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 新疆蓝山屯河高端新材料工程技术研究中心(有限公司) 制备全生物降解地膜的专用料及其制备的全降解地膜及该地膜制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105860459A (zh) * 2016-06-02 2016-08-17 北京科方创业科技企业孵化器有限公司 一种高保温保墒可降解农用地膜材料的制备方法
CN106221165A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 深圳市虹彩新材料科技有限公司 一种高阻隔的全生物降解地膜及其制备方法
CN110330773A (zh) * 2019-07-19 2019-10-15 深圳利琒环保材料有限公司 一种可控全生物降解地膜及其制备方法
CN110583326A (zh) * 2019-09-30 2019-12-20 苏州中达航材料科技有限公司 一种三层共挤全降解地膜及其生产工艺
CN111978691A (zh) * 2020-09-11 2020-11-24 中国科学院长春应用化学研究所 一种可生物降解地膜及其制备方法
CN112063125A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 新疆蓝山屯河高端新材料工程技术研究中心(有限公司) 制备全生物降解地膜的专用料及其制备的全降解地膜及该地膜制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116535824B (zh) 2023-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111205604B (zh) 超薄高强高韧生物降解地膜材料及薄膜和制备方法及应用
CN103467759A (zh) 一种工业碱木质素/聚乙烯醇交联薄膜的制备方法
CN112980162B (zh) 一种蒙脱土改性pet耐高温光学聚酯材料及其制备方法
CN112280261A (zh) 一种全生物降解高阻隔pla/pbat复合包装膜
CN115584109B (zh) 一种复合材料及其制备方法和应用、一种降解地膜
CN112250932A (zh) 一种阻燃抗静电聚乙烯复合材料及其制备方法与应用
CN108948614A (zh) 一种木质素/聚乙烯醇复合材料及其制备方法
CN116694045B (zh) 一种超薄型生物可降解地膜及其制备方法
CN115785626A (zh) 一种改性塑料粒子及其制备方法
CN113956627A (zh) 一种抗析出和低雾度的淀粉基全生物可降解pbat合金及其制备方法
CN111205603A (zh) 生物降解地膜及其制备方法
CN113683764B (zh) 一种支化ppc基地膜及其制备方法
CN116535824B (zh) 一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法
CN112280260A (zh) 一种高阻隔pla/pbat复合包装膜
CN109796743B (zh) 一种自增容抗菌改性pet/pc合金及其制备方法
CN110791072A (zh) 一种再生改性pc/pet合金及其制备方法
CN115850944A (zh) 一种高透光薄壁阻燃聚碳酸酯组合物及制备方法
CN114789591A (zh) 一种生态友好型多层共挤包装袋的制备工艺
CN114369343A (zh) 一种pet复合材料及其制备方法和应用
CN114318577A (zh) 利用GO-SiO2复合成核添加剂提高涤纶纤维结晶性能的方法
Jiang et al. Preparation of high‐performance poly (butylene adipate‐co‐terephthalate)/thermoplastic starch compounds with epoxidized soybean oil as compatibilizer
CN113773579A (zh) 一种耐析出低气味抗菌阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
CN109161177B (zh) 一种聚甲基乙撑碳酸酯基高阻隔材料及其制备方法
CN112961480A (zh) 一种生物可降解pha/pla共混薄膜的制备方法
CN116694047A (zh) 一种阻水生物降解地膜及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant