CN1304954A - 堆肥环境自降解塑料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种堆肥环境自降解塑料制备方法。该方法是在聚乙烯中加入15—30wt%的改性淀粉和含有Fe3+离子化合物与油酸、亚油酸构成的促降解剂,经过搅拌混合构成。这样自降解塑料在温热酸湿的堆肥环境中自降解性尤为突出,生物降解后失重率达20%以上,光解后断裂伸长率保留值小于10%。
Description
本发明涉及一种堆肥环境自降解塑料制备方法。属于塑料改性技术。
一次性使用的非降解塑料制品是制造白色污染的罪魁祸首，而治理白色污染的源头工作是生产自降解的塑料。目前制备自降塑料是在聚乙烯中加入EAA增容剂，或者是采用过渡金属离子Mn、Co等作为促降解剂。由于EAA价格昂贵，使其降解塑料产品难以推广使用，而Mn、Co过渡金属离子对以淀粉为填充剂的聚乙烯体系并没有促降解的效果。因此，开发一种价廉并对以淀粉为填充剂的聚乙烯体系有着良好促降解效果的促降解剂，并以此生产自降解塑料，对治理白色污染，保护环境具有现实意义。
本发明的目的在于提供一种堆肥环境自降解塑料制备方法。该方法所制备的塑料产品在温热酸湿的堆肥环境中具有良好的自降解性。
为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案加以实现的。在聚乙烯中加入改性的淀粉，以及含Fe3+的化合物的促降解剂，经过充分地搅拌混合构成自降解的粒状塑料，其特征在于，改性淀粉是含水量小于0.5wt％的淀粉，经过浸渍在矿物油，或者是白油，或者是C8以下的饱和醇，或者是植物油后，制成粒度为5-10μm的淀粉，其加入量为15-30wt％，促降解剂是Fe2O3或者Fe(OH)3与油酸和亚油酸的混合物，促降解剂的加入量为1-3wt％。
上述采用的淀粉浸渍剂，最好是白油，淀粉与白油的质量比为1∶0.5-3。
上述的促降解剂中，Fe3+离子为2-5wt％，油酸与亚油酸的质量比为10∶1。
下面对本发明进行详细说明。
本发明的关键技术有两点，一是在聚乙烯中加入了改性淀粉，二是针对淀粉与聚乙烯体系，选择了性能良好的促降解剂。其中改性淀粉的制备，重要环节是淀粉的除水、浸渍和磨细，除水后的淀粉含水量一定要小于0.5wt％，浸渍溶剂选用白油、植物油、矿物油、C8以下的饱和醇都可行，可根据具体情况确定溶剂种类，浸渍时间一般情况为0.5-10小时。浸渍后的淀粉要磨细，其粒度一定要小于10μm。促降解剂的关键是采用Fe3+离子化合物与油酸和亚油酸的混合物，这样不但促降解性好，而且价格便宜，有利于制品的推广使用。配制促降解剂时掌握好组份的比例很重要。合适的比例，促降解性好，又可降低制造成本。本发明自降解塑料的总体制备过程包括高浓度的母料制备，及母料与聚乙烯的混合配制。其中母料配制分为改性淀粉母料的制备和促降解剂母料的制备。上述的制备过程均可在通用化工设备中完成。
本发明的自降解塑料，在温热和酸湿的堆肥环境中，自降解效果明显，生物降解后质量失重率达20％以上，光解后的断裂伸长率保留值小于10％。
下面再以实施例对本发明加以进一步说明。
实施例一：
淀粉干燥至含水量0.5％以下后，直接浸入白油中，淀粉与白油的质量比为1∶1.5。混合均匀后，加入砂磨机中磨细，控制时间可使淀粉的平均粒径由20微米下降到10微米以下，最佳可达到5微米。磨细后经与淀粉分离，将细化后的淀粉填入聚乙烯中制成薄膜，性能见表1。
表1 淀粉颗粒粒径对薄膜力学性能的影响
| 淀粉的最大粒径(μm) | 膜中淀粉含量(％) | 拉伸强度(Mpa) | 断裂伸长率(％) | 直角撕裂强度(N/cm) | 膜厚度(mm) | ||||||
| 标准 | 纵向 | 横向 | 标准 | 纵向 | 横向 | 标准 | 纵向 | 横向 | |||
| 25 | 16 | ≥11 | 9.8 | 6.7 | ≥180 | 133 | 190 | ≥450 | 423 | 397 | 0.03 |
| 15 | 15 | ≥11 | 14.1 | 10.2 | ≥180 | 60 | 216 | ≥450 | 316 | 489 | 0.02 |
| 10 | 15 | ≥11 | 15.4 | 9.6 | ≥180 | 188 | 275 | ≥450 | 481 | 669 | 0.015 |
| 7 | 25 | ≥11 | 21.0 | 13.0 | ≥180 | 294 | 556 | ≥450 | 800 | 1200 | 0.010 |
| 5 | 30 | ≥11 | 20.6 | 19.5 | ≥180 | 335 | 470 | ≥450 | 790 | 875 | 0.015 |
由表1中的数据可知，淀粉的平均粒径在10微米以下，含量在15％以上，薄膜的力学性能数据均超过包装膜性能的国家标准GB4456中规定的指标。
实施例二：
以含2％质量的Fe2O3与油酸和亚油酸的组合物，其中油酸∶亚油酸的质量比为8∶1，Fe3+的含量为5％，加入含30％淀粉的聚乙烯中制成薄膜，薄膜的力学性能见表2。
表2 Fe3+的含量为5％的薄膜的力学性能和降解性能检测结果
| 检验项目 | 单位 | 标准要求 | 实测结果 | 结论 |
| 拉伸强度 纵 | Mpa | ≥11 | 20.6 | 合格 |
| 横 | Mpa | ≥11 | 19.5 | 合格 |
| 断裂伸长率 纵 | ％ | ≥180 | 335 | 合格 |
| 横 | ％ | ≥180 | 470 | 合格 |
| 厚度 | mm | 0.015±0.006 | 0.015-0.017 | 合格 |
| 宽度 | mm | 400±10 | 400-405 | 合格 |
| 光降解后断裂伸长率保留值 纵 | ％ | 430 | 0 | 合格 |
| 横 | ％ | ≤30 | 0 | 合格 |
| 外观 | 无孔洞及影响使用的缺陷 | 无孔洞及影响使用的缺陷 | 合格 | |
| 生物降解后质量失重率 | ％ | ≥6 | 21.2 | 合格 |
表2中的数据是经天津市产品质量监督检测站第五站按轻工行业标准QB／T2461.99《包装用降解聚乙烯薄膜》的标准检测所得到数据。检测结果符合环境降解包装用聚乙烯薄膜标准的要求。
实施例三：
以含2％质量的Fe2O3与油酸和亚油酸的组合物，其中油酸∶亚油酸的质量比为10∶1，Fe3+的含量为2％，加入含30％淀粉的聚乙烯中制成薄膜，薄膜的力学性能见表3。
表3 Fe3+的含量为2％的薄膜的力学性能和降解性能检测结果
| 检验项目 | 单位 | 标准要求 | 实测结果 | 结论 |
| 拉伸强度 纵 | Mpa | ≥11 | 33.5 | 合格 |
| 横 | Mpa | ≥11 | 30.3 | 合格 |
| 断裂伸长率 纵 | ％ | ≥180 | 510 | 合格 |
| 横 | ％ | ≥180 | 620 | 合格 |
| 厚度 | mm | 0.025±0.010 | 0.025-0.028 | 合格 |
| 宽度 | mm | 400±10 | 400406 | 合格 |
| 光降解后断裂伸长率保留值 纵 | ％ | ≤30 | 10 | 合格 |
| 横 | ％ | ≤30 | 10 | 合格 |
| 外观 | 无孔洞及影响使用的缺陷 | 无孔洞及影响使用的缺陷 | 合格 | |
| 生物降解后质量失重率 | ％ | ≥6 | 21.2 | 合格 |
表3中的数据是经天津市产品质量监督检测站第五站按轻工行业标准QB/T2461-99《包装用降解聚乙烯薄膜》的标准检测所得到数据。检测结果的符合环境降解包装用聚乙烯薄膜标准的要求。
Claims (3)
1．一种堆肥环境自降解塑料制备方法，在聚乙烯中加入改性的淀粉，以及含Fe3+的化合物的促降解剂，经过充分地搅拌混合构成自降解的粒状塑料，其特征在于：改性淀粉是含水量小于0.5wt％的淀粉，经过浸渍在矿物油，或者是白油，或者是C8以下的饱和醇，或者是植物油后，制成粒度为5-10μm的淀粉，其加入量为15-30wt％；促降解剂是Fe2O3或者Fe(OH)3与油酸和亚油酸的混合物，促降解剂的加入量为1-3wt％。
2．按照权利要求1所说的一种堆肥环境自降解塑料制备方法，其特征在于：采用的淀粉浸渍剂，最好是白油，淀粉与白油的质量比为1∶0.5-3。
3．按照权利要求1所说的一种堆肥环境自降解塑料制备方法，其特征在于：在促降解剂中，Fe3+离子为2-5wt％，油酸与亚油酸的质量比为10∶1。
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|---|---|
| CN1304954A true CN1304954A (zh) | 2001-07-25 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105075751A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-25 | 陆海荣 | 一种双降解环保地膜及其制备方法 |
| CN114031835A (zh) * | 2021-11-20 | 2022-02-11 | 杭州汉普塑料制品有限公司 | 一种藤条及其制备方法 |
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- 2001-01-08 CN CNB01100066XA patent/CN1136263C/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN1136263C (zh) | 2004-01-28 |
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