CN116694045B - 一种超薄型生物可降解地膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种超薄型生物可降解地膜及其制备方法,属于农用降解地膜技术领域。制备方法包括以下步骤:将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比50~90:5~45:0.1~1.1:2~6:2~10:0.1~2先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP或PPCCP的混合物;将粒料再挤出成型为管状膜坯,在170℃~180℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为4μm~7μm,经冷却定型即得。本申请通过配方搭配和工艺调整,制成了厚度仅有4μm~7μm的地膜,韧性好、透明度高、阻隔性能优异,完全达到GT/T35795‑2017的标准。
Description
技术领域
本申请涉及农用降解地膜技术领域,具体而言,涉及一种超薄型生物可降解地膜及其制备方法。
背景技术
生物可降解地膜是公认的解决土壤塑化问题的最佳解决方案。但是因为目前的生物可降解地膜主要采用PBAT、PLA为主材,成膜后保水性能不足,强度较低。为了解决这一问题普遍的做法是将膜加厚,一般需要厚度在8μm以上才能合格。由此带来的问题是成本高、透光率低;并且对于大蒜、花生等作物,一旦膜过厚,会严重影响其出苗、扎根,从而造成减产。
目前生产可降解地膜的主体材料仍然是聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)。虽然PBAT的柔软性好,但是强度和挺度不高,因此不能满足实际应用的要求。利用聚乳酸(PLA)来改型PBAT,能够进一步提高降解地膜的强度和挺度。但是所得到的降解地膜依然存在透水率较高的缺陷,限制了降解地膜在干旱地区的使用。
另外PBAT本身的阻水性差、抗紫外性能力差,需要添加抗紫外剂或紫外线吸收剂,这不但导致会降低PBAT膜的透明性能,而且残留在土壤中后会污染土壤。如中国国专利CN107936495A公开的一种抗紫外高阻水PBAT薄膜,其组成包含聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、阻水高分子、抗紫外剂、抗氧剂、热稳定剂和开口剂,通过助剂的复配使用实现协同抗紫外能力,制得的PBAT薄膜具有良好的抗紫外性能和优异的阻水性能。该薄膜利用聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡以及3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物作为阻水高分子,添加炭黑作为紫外光屏蔽剂、氧化锌和/或2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑作为紫外光吸收剂;这种PBAT薄膜中阻水高分子影响材料可降解性能,炭黑明显的降低透明度,氧化锌和/或2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑又会污染土壤。应用于农用薄膜存在诸多缺点。
在专利CN115584109A中,申请人用邻苯二甲酸丙二醇酯-碳酸丙烯酯共聚物(PPCP)来改性PBAT,成功的改善了降解地膜的阻水性能,同时具有较好的强度和挺度。但是PPCP本身的断裂伸长率较低,用来改性PBAT后,不但使得透明度略有降低,而且吹膜的厚度也不能太小,需要控制在10μm左右;所以该方案又存在膜的厚度过大的问题,影响作物出苗和扎根等。
发明内容
本申请的目的在于提供一种超薄型生物可降解地膜,此地膜具有厚度小且韧性好、透明度高、阻隔性能优异的优点。
本申请的另一目的在于提供一种超薄型生物可降解地膜的制备方法,该制备方法简单方便。
为解决上述技术问题,本申请采用的技术方案:
一方面,本申请提供一种超薄型生物可降解地膜的制备方法,包括以下步骤:
1)将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比50~90:5~45:0.1~1.1:2~6:2~10:0.1~2先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP或PPCCP的混合物;
2)将粒料再挤出成型为管状膜坯,在170℃~180℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为4μm~7μm,经冷却定型即得。
本发明是一种利用半芳香族聚碳酸酯改善PBAT地膜性能的方法,通过配方搭配和工艺调整,制成了厚度仅有4μm~7μm的地膜,韧性好、透明度高、阻隔性能优异,完全达到GT/T35795-2017的标准。本发明利用适量半芳香族聚碳酸酯改性PBAT作为地膜后,本身具有较高的透明度,且不需要添加紫外光屏蔽剂和紫外光吸收剂即可达到良好的抗紫外光能力。
邻苯二甲酸丙二醇酯-乙二醇酯-碳酸酯共聚物(PPCEP)为邻苯二甲酸酐、环氧丙烷、环氧乙烷和二氧化碳的四元共聚物,邻苯二甲酸丙二醇酯-己二醇酯-碳酸酯共聚物(PPCCP)为邻苯二甲酸酐、环氧丙烷、环氧环己烷和二氧化碳的四元共聚物,邻苯二甲酸丙二醇酯-碳酸丙烯酯共聚物(PPCP)为邻苯二甲酸酐、环氧丙烷和二氧化碳的三元共聚物,本发明利用PPCEP或PPCCP来调整PPCP的性能后再与PBAT共混,能使吹塑的膜的厚度相对于CN115584109A降低50%左右后,性能基本保持不变。PPCEP的断裂伸长率高、阻隔性好,与PPCP和PBAT的相容性均很好,利用PPCEP、PPCP共同与PBAT共混得到的材料,更加适合吹塑工艺,能够制得韧性好、透明度高、阻隔性能优异的地膜。PPCCP因为本身的主链中增加了环形的环己烷,阻隔性能更好,PPCCP、PPCP共同与PBAT共混得到的材料阻隔性也更好,在吹塑成更薄的地膜后,能保持地膜优异的阻隔性能。
优选的,上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂的质量比为75~85:15~25:0.1~0.5:3~5:3~6:0.5~1.5。优选的物料配比下吹塑成的膜的各项物理性能更加优异,更适合作为地膜使用。
优选的,上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP按质量比10:5~15的混合物。利用适量的PPCEP来调整PPCP的性能能达到既适合吹塑又保持材料强度的目的,否则虽然能吹塑出更薄的膜,但是膜的抗撕裂能力会出现不足。同时用适量PPCEP来调整PPCP的性能后再改性PBAT,材料整体的抗紫外光老化能力也表现的更加。
优选的,上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的PPCP和PPCEP均为无规共聚物;所述的PPCP的Mn/PDI为(1.34~1.43)×105g/mol/(2.45~2.69),150℃熔融粘度为22mPas~25mPas;所述的PPCEP的分子量为Mn/PDI为(0.68~0.89)×105g/mol/(2.40~2.65),熔融粘度为23mPas~29mPas。本发明通过特定分子量和熔融粘度PPCP和PPCEP进行搭配使用,此种参数的PPCP和PPCEP搭配使用后两者能够更好的混合均匀,并在PBAT中充分分散,各组分的性能能够充分的结合,能有效的防止制成超薄型地膜出现节点(即膜上的白点)。
具体的,上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的PPCP的制备工艺为将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为2~3:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1500~1800,非金属催化剂为四正丁基卤化铵与三烷基硼按摩尔比为1:1~1.8的复配催化剂;充入二氧化碳至2MPa~3MPa的反应压力,加热至55℃~60℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到三元共聚物PPCP。本发明调整物料配比和工艺条件,可以高产率的制备上述所需物理性能的PPCP,从而更好的满足本发明的物料要求。
具体的,上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的PPCEP的制备工艺为将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧乙烷、环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为7~9:5~7.5:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1500~1800,非金属催化剂为四正丁基卤化铵与三烷基硼按摩尔比为1:3.5~6.5的复配催化剂;充入二氧化碳至4.2MPa~5.3MPa的反应压力,加热至55℃~65℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到四元共聚物PPCEP。本发明调整物料配比和工艺条件,可以高产率的制备上述所需物理性能的PPCEP,从而更好的满足本发明的物料要求。
优选的,上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的PBAT的分子量为Mn/PDI为(1.56~1.79)×105g/mol/(2.72~2.79),密度为1.22g/ml~1.28g/ml,结晶度为20%~25%。优选的PBAT更适合与本发明的上述PPCP和PPCEP共混,物料的性能能够更好结合,制成超薄地膜整体的强度更高、阻隔性更好、尺寸稳定、节点少、透明度高。
优选的,上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的润滑剂为粒度小于800目的钙粉或层状水滑石粉。在组分中加入优选的润滑剂后,能够较迅速的在物料中分散均匀,较好的改善了加工性能,在挤出吹塑的过程,物料挤出更加均匀,产品的均一性更好;更主要的是加入上述润滑剂后能在组分中出现交联和成核效果、成功的提高了成膜的拉伸强度。
更优选的,上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的层状水滑石的粒径在20nm~30nm,BET比表面积在100m2/g~110m2/g,杂质含量小于0.05wt%。优选的物理性能的层状水滑石在本发明中使用后不但能加强上述优选润滑剂的效果,还能在吹塑成型后平铺在成膜中,利用层状结构进一步增强产品的阻隔性能。
优选的,上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的相容剂的型号为巴斯夫的Eumulgin HPS、美国陶氏的AC1125、精正丰的F-12等。加入后均能在本发明中起到相应的增容作用,促进共混均匀。
上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的扩链剂包括(但不限于):Joncryl ADR 4468、4,4’-亚甲基-双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、甲基环己二胺、2,2-二羟甲基丁酸、2,2-二羟甲基丙酸、对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二(2-羟乙基)醚、4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯、4,4’-亚甲基双(2-乙基)苯胺(MOEA)、4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(6-甲基-2-乙基苯胺)(MMEA)、4,4’-二氨基二环己基甲烷、3,3’-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷、3-氯-3’-乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷、三烯丙基异三聚氰酸酯、1,4一丁二醇、1,6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、TDI、HMDI中的一种单独或多种复合使用。
上述超薄型生物可降解地膜的制备方法中,所述的开口剂包括有机类开口剂和无机类开口剂,有机类开口剂主要是油酸酰胺,无机类开口剂主要有滑石粉、硅藻土、二氧化硅。
另一方面,本发明还提供一种由上述制备方法制备得到的超薄型生物可降解地膜。
与现有技术相比,本发明一种超薄型生物可降解地膜的制备方法具有以下有益效果:本发明通过配方搭配和工艺调整,制成了厚度仅有4μm~7μm的地膜,韧性好、透明度高、阻隔性能优异。本发明利用PPCEP或PPCCP来调整PPCP的性能后再与PBAT共混,能使吹塑的膜的厚度相对于CN115584109A降低50%左右后,性能基本保持不变。本发明利用适量半芳香族聚碳酸酯改性PBAT作为地膜后,本身具有较高的透明度,且不需要添加紫外光屏蔽剂和紫外光吸收剂即可达到良好的抗紫外光能力。本发明通过特定分子量和熔融粘度PPCP和PPCEP进行搭配使用,两者能够更好的混合均匀,并在PBAT中充分分散,各组分的性能能够充分的结合,能有效的防止制成超薄型地膜出现节点。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为2.5:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1600,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三乙基硼按摩尔比为1:1.5的复配催化剂;充入二氧化碳至2.5MPa的反应压力,加热至58℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到三元共聚物PPCP。PPCP的Mn/PDI为1.38×105g/mol/2.52,150℃熔融粘度为23mPas。
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧乙烷、环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为8:7:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1650,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三丁基硼按摩尔比为1:5.2的复配催化剂;充入二氧化碳至4.7MPa的反应压力,加热至60℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到四元共聚物PPCEP。PPCEP的分子量为Mn/PDI为0.75×105g/mol/2.54,熔融粘度为26mPas。
PBAT的分子量为Mn/PDI为1.64×105g/mol/2.74,密度为1.24g/ml,结晶度为23%;润滑剂为层状水滑石粉,层状水滑石的平均粒径为26nm,BET比表面积在106m2/g,杂质含量为0.03wt%;相容剂为AC1125;扩链剂为4,4’-二氨基二环己基甲烷;开口剂为滑石粉。
1)将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比80:20:0.3:4:5:1.2先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP按质量比10:10的混合物。
2)将粒料再挤出成型为管状膜坯,在175℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为5μm,经冷却定型即得超薄型生物可降解地膜。
实施例2
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为2:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1800,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三乙基硼按摩尔比为1:1的复配催化剂;充入二氧化碳至3MPa的反应压力,加热至55℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到三元共聚物PPCP。PPCP的Mn/PDI为1.43×105g/mol/2.69,150℃熔融粘度为22mPas。
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧乙烷、环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为7:5:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1500,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三乙基硼按摩尔比为1:6.5的复配催化剂;充入二氧化碳至4.2MPa的反应压力,加热至65℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到四元共聚物PPCEP。PPCEP的分子量为Mn/PDI为0.89×105g/mol/2.65,熔融粘度为23mPas。
PBAT的分子量为Mn/PDI为1.79×105g/mol/2.79,密度为1.22g/ml,结晶度为25%;润滑剂为层状水滑石粉,层状水滑石的平均粒径为20nm,BET比表面积在110m2/g,杂质含量为0.02wt%。相容剂为Eumulgin HPS;扩链剂为Joncryl ADR 4468;开口剂为油酸酰胺。
1)将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比75:25:0.1:5:3:1.5先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP按质量比10:5的混合物。
2)将粒料再挤出成型为管状膜坯,在170℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为5μm,经冷却定型即得超薄型生物可降解地膜。
实施例3
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为3:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1500,非金属催化剂为四正丁溴化铵与三丁基硼按摩尔比为1:1.8的复配催化剂;充入二氧化碳至2MPa的反应压力,加热至60℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到三元共聚物PPCP。PPCP的Mn/PDI为1.34×105g/mol/2.45,150℃熔融粘度为25mPas。
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧乙烷、环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为9:7.5:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1800,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三丁基硼按摩尔比为1:3.5的复配催化剂;充入二氧化碳至5.3MPa的反应压力,加热至55℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到四元共聚物PPCEP。PPCEP的分子量为Mn/PDI为0.68×105g/mol/2.40,熔融粘度为29mPas。
PBAT的分子量为Mn/PDI为1.56×105g/mol/2.72,密度为1.28g/ml,结晶度为20%。润滑剂为层状水滑石粉,层状水滑石的粒径在30nm,BET比表面积在100m2/g,杂质含量为0.03wt%。相容剂为F-12。扩链剂为三羟甲基丙烷。开口剂为硅藻土。
1)将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比85:15:0.5:3:6:0.5先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP按质量比10:15的混合物。
2)将粒料再挤出成型为管状膜坯,在180℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为5μm,经冷却定型即得超薄型生物可降解地膜。
实施例4
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为2.5:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1600,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三乙基硼按摩尔比为1:1.5的复配催化剂;充入二氧化碳至2.5MPa的反应压力,加热至58℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到三元共聚物PPCP。PPCP的Mn/PDI为1.38×105g/mol/2.52,150℃熔融粘度为23mPas。
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂、环氧环己烷和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧环己烷、环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为2:9:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:16,非金属催化剂为四正丁氯卤化铵与三乙基硼按摩尔比为1:5的复配催化剂;充入二氧化碳至3.5MPa的反应压力,加热至60℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到四元共聚物PPCCP。PPCCP的分子量为Mn/PDI为1.12×105g/mol/2.47,熔融粘度为34mPas。
PBAT的分子量为Mn/PDI为1.64×105g/mol/2.74,密度为1.24g/ml,结晶度为23%;润滑剂为层状水滑石粉,层状水滑石的平均粒径为26nm,BET比表面积在106m2/g,杂质含量为0.03wt%;相容剂为AC1125;扩链剂为4,4’-二氨基二环己基甲烷;开口剂为滑石粉。
1)将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比80:20:0.3:4:5:1.2先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP按质量比10:10的混合物。
2)将粒料再挤出成型为管状膜坯,在175℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为5μm,经冷却定型即得超薄型生物可降解地膜。
实施例5
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为8:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:16,非金属催化剂为四正丁基碘化铵与三丙基硼按摩尔比为1:1.5的复配催化剂;充入二氧化碳至4MPa的反应压力,加热至70℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到三元共聚物PPCP。PPCP的Mn/PDI为1.75×105g/mol/2.75,150℃熔融粘度为28mPas。
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧乙烷、环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为4:10:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1600,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三乙基硼按摩尔比为1:9的复配催化剂;充入二氧化碳至3.5MPa的反应压力,加热至45℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到四元共聚物PPCEP。PPCEP的分子量为Mn/PDI为0.53×105g/mol/2.56,熔融粘度为27mPas。
PBAT的分子量为Mn/PDI为7.6×105g/mol/2.76,密度为1.13g/ml,结晶度为10%;润滑剂为层状水滑石粉,层状水滑石的平均粒径在50nm,BET比表面积在95m2/g,杂质含量为0.03wt%。相容剂为AC1125;扩链剂为Joncryl ADR 4468;开口剂为油酸酰胺。
1)将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比80:20:0.3:4:5:1.2先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP按质量比10:10的混合物。
2)将粒料再挤出成型为管状膜坯,在175℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为5μm,经冷却定型即得超薄型生物可降解地膜。
实施例6
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为2.5:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1600,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三乙基硼按摩尔比为1:1.5的复配催化剂;充入二氧化碳至2.5MPa的反应压力,加热至58℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到三元共聚物PPCP。PPCP的Mn/PDI为1.38×105g/mol/2.52,150℃熔融粘度为23mPas。
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧乙烷、环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为8:7:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1650,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三丁基硼按摩尔比为1:5.2的复配催化剂;充入二氧化碳至4.7MPa的反应压力,加热至60℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到四元共聚物PPCEP。PPCEP的分子量为Mn/PDI为0.75×105g/mol/2.54,熔融粘度为26mPas。
PBAT的分子量为Mn/PDI为1.64×105g/mol/2.74,密度为1.24g/ml,结晶度为23%;润滑剂为层状水滑石粉,层状水滑石的平均粒径为26nm,BET比表面积在106m2/g,杂质含量为0.03wt%;相容剂为AC1125;扩链剂为4,4’-二氨基二环己基甲烷;开口剂为滑石粉。
1)将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比50:45:0.1:6:2:2先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP按质量比10:15的混合物。
2)将粒料再挤出成型为管状膜坯,在180℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为5μm,经冷却定型即得超薄型生物可降解地膜。
实施例7
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为8:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:16,非金属催化剂为四正丁基碘化铵与三丙基硼按摩尔比为1:1.5的复配催化剂;充入二氧化碳至4MPa的反应压力,加热至70℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到三元共聚物PPCP。PPCP的Mn/PDI为1.75×105g/mol/2.75,150℃熔融粘度为28mPas。
将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧乙烷、环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为4:10:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1600,非金属催化剂为四正丁基氯化铵与三乙基硼按摩尔比为1:9的复配催化剂;充入二氧化碳至3.5MPa的反应压力,加热至45℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到四元共聚物PPCEP。PPCEP的分子量为Mn/PDI为0.53×105g/mol/2.56,熔融粘度为27mPas。
PBAT的分子量为Mn/PDI为7.6×105g/mol/2.76,密度为1.13g/ml,结晶度为10%;润滑剂为层状水滑石粉,层状水滑石的平均粒径在50nm,BET比表面积在95m2/g,杂质含量为0.03wt%。相容剂为AC1125;扩链剂为Joncryl ADR 4468;开口剂为油酸酰胺。
1)将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比90:5:1.1:2:10:0.1先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP按质量比10:5的混合物。
2)将粒料再挤出成型为管状膜坯,在170℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为5μm,经冷却定型即得超薄型生物可降解地膜。
实验例
将本申请各实施例制备得到的地膜样品进行性能测试,其结果如表1所示。
表1
从表1中可以看出,本申请实施例制备的地膜在厚度为5μm的基础上,其他性能与CN115584109A相比未下降,并且符合GT/T35795-2017国标要求。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
Claims (8)
1.一种超薄型生物可降解地膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂按质量比50~90:5~45:0.1~1.1:2~6:2~10:0.1~2先进行混合挤出造粒;其中半芳香族聚碳酸酯为PPCP和PPCEP按质量比10:5~15的混合物;所述PPCP和PPCEP均为无规共聚物;所述PPCP的Mn/PDI为(1.34~1.43)×105g/mol/(2.45~2.69),在150℃温度下的熔融粘度为22mPas~25mPas;所述PPCEP的分子量为Mn/PDI为(0.68~0.89)×105g/mol/(2.40~2.65),熔融粘度为23mPas~29mPas;
2)将粒料再挤出成型为管状膜坯,在170℃~180℃将管状膜坯吹胀到膜的厚度为4μm~7μm,经冷却定型即得。
2.根据权利要求1所述的一种超薄型生物可降解地膜的制备方法,其特征在于,所述PBAT、半芳香族聚碳酸酯、扩链剂、开口剂、润滑剂和相容剂的质量比为75~85:15~25:0.1~0.5:3~5:3~6:0.5~1.5。
3.根据权利要求1所述的一种超薄型生物可降解地膜的制备方法,其特征在于,所述PPCP的制备工艺为:将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂和环氧丙烷加入反应器中,其中环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为2~3:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1500~1800,非金属催化剂为四正丁基卤化铵与三烷基硼按摩尔比为1:1~1.8的复配催化剂;充入二氧化碳至2MPa~3MPa的反应压力,加热至55℃~60℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到三元共聚物PPCP。
4.根据权利要求1所述的一种超薄型生物可降解地膜的制备方法,其特征在于,所述PPCEP的制备工艺为:将邻苯二甲酸酐、非金属催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷加入反应器中,充入二氧化碳至4.2MPa~5.3MPa的反应压力,加热至55℃~65℃搅拌反应制成胶液;胶液经洗涤、脱挥后得到四元共聚物PPCEP;其中环氧乙烷、环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为7~9:5~7.5:1,非金属催化剂与环氧丙烷的摩尔比为1:1500~1800,非金属催化剂为四正丁基卤化铵与三烷基硼按摩尔比为1:3.5~6.5的复配催化剂。
5.根据权利要求1或2所述的一种超薄型生物可降解地膜的制备方法,其特征在于,所述PBAT的分子量为Mn/PDI为(1.56~1.79)×105g/mol/(2.72~2.79),密度为1.22g/ml~1.28g/ml,结晶度为20%~25%。
6.根据权利要求1或2所述的一种超薄型生物可降解地膜的制备方法,其特征在于,所述润滑剂为钙粉或层状水滑石粉;所述钙粉的粒度小于800目;所述层状水滑石的粒径为20nm~30nm,BET比表面积为100m2/g~110m2/g,杂质含量小于0.05wt%。
7. 根据权利要求1或2所述的一种超薄型生物可降解地膜的制备方法,其特征在于,所述相容剂的型号为Eumulgin HPS、AC1125或F-12。
8.一种超薄型生物可降解地膜,其特征在于,其通过权利要求1~7任一项制备方法制备而成。
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