CN113956630A - 一种完全生物降解薄膜及其制备方法 - Google Patents
一种完全生物降解薄膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113956630A CN113956630A CN202111431895.0A CN202111431895A CN113956630A CN 113956630 A CN113956630 A CN 113956630A CN 202111431895 A CN202111431895 A CN 202111431895A CN 113956630 A CN113956630 A CN 113956630A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- parts
- zones
- plasticizer
- completely biodegradable
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000010096 film blowing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 13
- POODVSCQKVCWCE-UHFFFAOYSA-N butanedioic acid;propane-1,2-diol Chemical compound CC(O)CO.OC(=O)CCC(O)=O POODVSCQKVCWCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 9
- UAUDZVJPLUQNMU-UHFFFAOYSA-N Erucasaeureamid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(N)=O UAUDZVJPLUQNMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N erucamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCCCCC(N)=O UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims abstract description 8
- RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N n-[2-(octadecanoylamino)ethyl]octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)NCCNC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920001896 polybutyrate Polymers 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 10
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims 1
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 abstract description 53
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 abstract description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- JQYSLXZRCMVWSR-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione;terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1.O=C1CCCCC(=O)OCCCCO1 JQYSLXZRCMVWSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 56
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 3
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000012785 packaging film Substances 0.000 description 2
- 229920006280 packaging film Polymers 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical compound ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- -1 adipic acid 1, 2-propylene glycol ester Chemical class 0.000 description 1
- 229920003232 aliphatic polyester Polymers 0.000 description 1
- 229940061720 alpha hydroxy acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001280 alpha hydroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920000229 biodegradable polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000004622 biodegradable polyester Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- DFFDSQBEGQFJJU-UHFFFAOYSA-M butyl carbonate Chemical compound CCCCOC([O-])=O DFFDSQBEGQFJJU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000021268 hot food Nutrition 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010102 injection blow moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920005586 poly(adipic acid) Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 229960004063 propylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 229960005137 succinic acid Drugs 0.000 description 1
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
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
-
- 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
- C08J2425/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
- C08J2425/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08J2425/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08J2425/14—Homopolymers or copolymers of styrene with unsaturated esters
-
- 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
- C08J2467/02—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
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/20—Carboxylic acid amides
-
- 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
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/22—Compounds containing nitrogen bound to another nitrogen atom
- C08K5/24—Derivatives of hydrazine
- C08K5/25—Carboxylic acid hydrazides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种完全生物降解薄膜及其制备方法，其由聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二酯、聚乙醇酸、扩链剂苯乙烯‑丙烯酸‑甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物、增塑剂聚丁二酸‑1,2‑丙二醇酯、成核剂、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺、开口剂芥酸酰胺的混合物组成。按配方称取各组分机械混合成预混料，同时增塑剂聚丁二酸‑1,2‑丙二醇酯由双螺杆挤出机液体加料口计量加入，经熔融挤出，水冷，切粒，烘干得到吹膜专用树脂，再经吹膜机吹塑成膜，得到完全生物降解薄膜。扩链剂、成核剂、增塑剂可有效提高薄膜的拉伸断裂伸长率和抗撕裂强度，明显改善材料的流变行为，薄膜具有较好的力学性能和优良的生物降解性能，可替代PE、PP、PVC等制备薄膜和片材。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体为一种完全生物降解薄膜及其制备方法。
背景技术
聚乙醇酸，又称聚羟基乙酸，它来源于α-羟基酸，即乙醇酸。乙醇酸是正常人体在新陈代谢过程中产生的，乙醇酸的聚合物就是聚乙醇酸。与传统的石油基塑料不同，聚乙醇酸具有简单规整的线性分子结构，是简单的线性脂肪族聚酯，有较高的结晶度，形成结晶状聚合物，结晶度一般为40％～80％，熔点在225℃左右。聚乙醇酸是一种具有良好生物降解性和生物相容性的合成高分子材料，与传统的性能稳定的高分子材料，例如塑料、橡胶等不同，聚乙醇酸作为材料在使用到一定时间后逐渐降解，并最终变成对人体、动植物和自然环境无害的水和二氧化碳，对保护环境具有非常重要的意义。在石油能源日趋紧张的情势下，开发研究聚乙醇酸树脂显得尤为重要。聚乙醇酸模量高、抗张强度大，但脆性严重，严重的限制了它的广泛应用。
聚乙醇酸还具有较好的加工性能，能适用于传统的挤出、注塑、吹塑等加工方法。PGA与聚乳酸具有相似的分子结构和性能特点，且具有更好的降解性能、更高的拉伸强度、更高的负荷变形温度和更优异的阻隔性能。
在商业可生物降解聚酯中，聚乙醇酸(PGA)具有100％可堆肥降解性能、结晶度高、热稳定性高、阻气性能高等独特优点；PGA的应用受到其机械脆性、耐湿性和高熔化温度(～240℃)的限制，限制了其对薄膜包装的加工和应用，在包装应用方面的研究很少。鉴于PGA的独特性能和潜在的价格优势，使用PGA和PBAT共混改性，在耐热餐具、可降解膜袋和阻隔包装等一次性用品领域具有非常大的应用潜力。
PBAT/PGA的共混改性研究较少，冯申等人(中国塑料，2020，34(11)，36-40)报道了采用熔融共混法制备了一系列不同组分含量的PGA/PBAT复合材料的研究，当PGA含量为80％时，注塑样条的拉伸强度为68.80MPa、断裂伸长率为72.15％、冲击强度为16.00kJ/m2、负荷变形温度为120℃，表明该复合材料可用于制备一次性餐具；当PGA含量为20％时，吹塑薄膜的纵横向拉伸强度均在25MPa以上，纵横向断裂伸长率均在600％以上，表明该复合材料可用于生产膜袋产品；此外，随着PGA含量的增加，PGA/PBAT材料的水气阻隔性能也逐渐增加，其中含20％PGA的PGA/PBAT复合膜的水蒸气透过率为纯PBAT薄膜的1/7。
Christopher Ellingford等人在Journal of Applied Polymer Science(doi.org/10.1002/app.51617)报道了了提高PGA/PBAT共混物的柔顺性和阻隔性能的研究，本研究使用PBAT对PGA通过熔融共混进行改性。选择乙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸甘酯三聚物(EMA-GMA)进行增容。加上20wt％EMA-GMA，PGA/PBAT(50/50wt％)共混物的伸长率从10.7％提高到145％，氧气渗透性从125降低到103(cm3·mm)/(m2·24h·atm)，水蒸气阻隔性能提高了～47％。柔性共混物的延展性、氧和水蒸气阻隔特性的增强归因于EMA-GMA使PBAT和PGA之间的界面结合。增容后的PGA/PBAT混合物热稳定性高达300℃，更适合的高温或热食品包装。
以上国内外对聚乙醇酸在薄膜方向的改性研究很少，但均未研究提高其聚乙醇酸薄膜抗撕裂强度的方法，而聚乙醇酸脆性严重，薄膜不抗撕裂和柔顺性差是影响聚乙醇酸薄膜广泛应用的主要问题。保持高拉伸强度和断裂伸长率，可使制品不易断裂；薄膜制品抗撕裂，并且保持完全生物降解特性，是满足聚乙醇酸薄膜的非常重要的性能，有利于聚乙醇酸的推广应用，为环境保护提供一种新的可生物降解材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种完全生物降解薄膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种完全生物降解薄膜，其配方的组成成分和质量份数配比为：PBAT68-93份，PGA5-30份，增塑剂0.1-5份，扩链剂0.1-0.5份，成核剂0.1-1份，润滑剂0.1-2份、开口剂0.1-1份；所述的增塑剂为聚丁二酸-1,2-丙二醇酯；扩链剂为苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物，英文简写为：ADR-4370F；成核剂为酰肼类化合物英文简写为：TMC-306；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺。
进一步的，其配方的组成成分和质量份数配比为：PBAT58-103份，PGA4-32份，增塑剂0.05-6份，扩链剂0.05-0.8份，成核剂0.05-1.3份，润滑剂0.05-2.5份、开口剂0.1-1份；所述的增塑剂为聚丁二酸-1,2-丙二醇酯；扩链剂为苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物，英文简写为：ADR-4370F；成核剂为酰肼类化合物英文简写为：TMC-306；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺。
进一步的，所述的PBAT的数均分子量为50000-150000g/mol。
进一步的，所述的PGA的数均分子量为80000-200000g/mol。
一种生物降解吹塑薄膜的制备方法，步骤和条件如下；
按所述的配方称取各组分，将PBAT与PGA、ADR-4370F、TMC-306、EBS、EA先机械混合成预混料，预混料由双螺杆挤出机加料口加入，同时增塑剂聚丁二酸-1,2-丙二醇酯由双螺杆挤出机液体加料口计量加入，经熔融挤出，水冷，切粒，烘干得到改性吹膜专用树脂，再经吹膜机吹塑成膜，得到完全生物降解薄膜；
挤出造粒的条件为：双螺杆挤出机的设定温度为：一区：200-220℃，二区：210-230℃，三区：210-230℃，四区：210-230℃，五区：210-230℃，六区：210-230℃，七区：210-230℃，八区：210-230℃，机头：210-230℃，螺杆转速：100-300rpm；
吹膜机的设定温度为：一区：200-220℃，二区：210-230℃，三区：210-230℃，四区：210-230℃，五区：210-230℃，主机螺杆转速：50-300rpm，牵引速度4－8m/min，吹胀比2－6。
本发明提供的一种完全生物降解薄膜及其制备方法，使用易生物降解的聚乙醇酸作为PBAT的改性剂，提高薄膜的生物降解性能。并且用聚丁二酸1,2-丙二醇酯为增塑剂，可有效提高薄膜的拉伸断裂伸长率和抗撕裂强度，并且增塑剂无毒无味，符合环保要求。增塑剂可以明显改善材料的流变行为，提高PBAT/PGA共混物及薄膜的加工性能。扩链剂苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物ADR-4370F具有5-10个环氧官能团，可与PBAT、PGA的端羟基或端羧基发生化学反应，提高PBAT与PGA的分子链缠结，提高PBAT与PGA的相容性，提高薄膜的抗撕裂强度。成核剂TMC-306可增加聚乙醇酸的成核点，降低结晶尺寸，减少聚乙醇酸因过大球晶碰撞导致的缺陷，提高薄膜的拉伸强度和断裂伸长率；润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺可提高PBAT/PGA共混物及薄膜的加工性能；开口剂芥酸酰胺可提高薄膜的开口性能。该共混改性方法设备简单，所制备的完全生物降解薄膜产品应用领域广泛，可制成各种环保塑料袋，尤其在食品包装薄膜领域，市场前景广阔。PBAT和PGA的产业化有利于能源和材料资源长远发展的需要，解决白色污染，推动新型环保材料产业的发展，具有重大的经济和社会意义。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的完全生物降解薄膜及其制备方法进行描述。以下实施例中的聚乙醇酸均由内蒙古浦景聚合材料科技有限公司购买；PBAT由新疆蓝山屯河聚酯有限公司购买，型号为TH801T。
增塑剂聚丁二酸1,2-丙二醇酯均由本发明单位自己合成，以下实施例中使用的聚1,2-丙二醇丁二酸酯均是由如下方法制备的：
以1,2-丙二醇与丁二酸或丁二酸酐在催化剂作用下缩聚反应制备，通过控制反应温度、反应时间和压力获得不同数均分子量的聚丁二酸1,2-丙二醇酯。
扩链剂苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物，选择BASF公司购买，型号为ADR-4370F；成核剂TMC-306由山西化工研究所购买；润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺，由四川天宇油脂化学有限公司购买；开口剂芥酸酰胺由江西威科油脂化学有限公司购买。以下实施例中薄膜选择厚度为0.025mm的薄膜材料进行的测试，拉伸性能是GB/T 1010.3-2006的标准进行测试的；直角撕裂强度是按照QB/T 1130-91的标准进行测试的；热合强度按照ASTMF88-05的标准进行测试。
实施例1：本发明提供一种完全生物降解薄膜，其配方的组成成分和质量份数配比为：
按以上配方称取聚乳酸、聚碳酸丁酯、乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺，将各组分进行机械共混5分钟，将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，挤出过程中挤出机侧线用蠕动泵定量加入上述聚己二酸1,2-丙二醇酯，挤出造粒的条件为：双螺杆挤出机的设定温度为：一区：130-150℃，二区：160-180℃，三区：160-190℃，四区：160-190℃，五区：160-190℃，六区：160-190℃，七区：160-190℃，八区：160-190℃，机头：160-190℃，螺杆转速：100-300rpm，挤出造粒烘干后得到聚乳酸吹膜树脂。将该树脂经吹膜机吹塑成膜，吹膜机的设定温度为：一区：150-155℃，二区：160-170℃，三区：160-170℃，四区：165-175℃，五区：170-180℃，主机螺杆转速：50-300rpm，牵引速度2－6m/min，吹胀比2－6。薄膜厚度控制在0.025mm，测试薄膜的力学性能，测试结果列于表1。
实施例2：本发明提供一种完全生物降解薄膜，其配方的组成成分和质量份数配比为：
此步挤出造粒以及吹膜工序与实施例1相同，薄膜厚度控制在0.025mm，测试薄膜的力学性能，测试结果列于表1。
实施例3：本发明提供一种完全生物降解薄膜，其配方的组成成分和质量份数配比为：
此步挤出造粒以及吹膜工序与实施例1相同，薄膜厚度控制在0.025mm，测试薄膜的力学性能，测试结果列于表1。
实施例4：按以下配方及质量称取各组分：
此步挤出造粒以及吹膜工序与实施例1相同，薄膜厚度控制在0.025mm，测试薄膜的力学性能，测试结果列于表1。
实施例5：按以下配方及质量称取各组分：
此步挤出造粒以及吹膜工序与实施例1相同，薄膜厚度控制在0.025mm，测试薄膜的力学性能，测试结果列于表1。
实施例6：按以下配方及质量称取各组分：
此步挤出造粒以及吹膜工序与实施例1相同，薄膜厚度控制在0.025mm，测试薄膜的力学性能，测试结果列于表1。
对比例1：按以下配方及质量称取各组分：
此步挤出造粒以及吹膜工序与实施例1相同，薄膜厚度控制在0.025mm，测试薄膜的力学性能，测试结果列于表1。
对比例2：按以下配方及质量称取各组分：
此步挤出造粒以及吹膜工序与实施例1相同，薄膜厚度控制在0.025mm，测试薄膜的力学性能，测试结果列于表1。
表1薄膜力学性能
由上述结果可知，采用本发明提供PBAT/PGA共混改性配方所制备的吹塑薄膜具有较高韧性，其断裂伸长率可达217％以上，同时材料具有较高的拉伸强度，可满足购物包装膜袋制品要求。将实施例3与对比例1、对比例2相比较，可以看出其共混配方中的PBAT和PGA基本不变的情况下，成核剂、扩链剂均起到显著作用，可有效提高薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度。由于薄膜中的PBAT和PGA均具有完全生物降解性，因此本发明提供的薄膜在保持韧性、强度的同时保证了薄膜的完全生物降解性，进而使聚乙醇酸材料拥有更广阔的应用空间。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种完全生物降解薄膜，其特征在于，其配方的组成成分和质量份数配比为：PBAT68-93份，PGA5-30份，增塑剂0.1-5份，扩链剂0.1-0.5份，成核剂0.1-1份，润滑剂0.1-2份、开口剂0.1-1份；所述的增塑剂为聚丁二酸-1,2-丙二醇酯；扩链剂为苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物，英文简写为：ADR-4370F；成核剂为酰肼类化合物英文简写为：TMC-306；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺。
2.根据权利要求1所述的完全生物降解薄膜，其特征在于，其配方的组成成分和质量份数配比为：PBAT58-103份，PGA4-32份，增塑剂0.05-6份，扩链剂0.05-0.8份，成核剂0.05-1.3份，润滑剂0.05-2.5份、开口剂0.1-1份；所述的增塑剂为聚丁二酸-1,2-丙二醇酯；扩链剂为苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物，英文简写为：ADR-4370F；成核剂为酰肼类化合物英文简写为：TMC-306；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺。
3.根据权利要求1所述的完全生物降解薄膜，其特征在于，所述的PBAT的数均分子量为50000-150000g/mol。
4.根据权利要求1所述的完全生物降解薄膜，其特征在于，所述的PGA的数均分子量为80000-200000g/mol。
5.根据权利要求1-4所述的一种生物降解吹塑薄膜的制备方法，步骤和条件如下；
按所述的配方称取各组分，将PBAT与PGA、ADR-4370F、TMC-306、EBS、EA先机械混合成预混料，预混料由双螺杆挤出机加料口加入，同时增塑剂聚丁二酸-1,2-丙二醇酯由双螺杆挤出机液体加料口计量加入，经熔融挤出，水冷，切粒，烘干得到改性吹膜专用树脂，再经吹膜机吹塑成膜，得到完全生物降解薄膜；
挤出造粒的条件为：双螺杆挤出机的设定温度为：一区：200-220℃，二区：210-230℃，三区：210-230℃，四区：210-230℃，五区：210-230℃，六区：210-230℃，七区：210-230℃，八区：210-230℃，机头：210-230℃，螺杆转速：100-300rpm；
吹膜机的设定温度为：一区：200-220℃，二区：210-230℃，三区：210-230℃，四区：210-230℃，五区：210-230℃，主机螺杆转速：50-300rpm，牵引速度4－8m/min，吹胀比2－6。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111431895.0A CN113956630A (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种完全生物降解薄膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111431895.0A CN113956630A (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种完全生物降解薄膜及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113956630A true CN113956630A (zh) | 2022-01-21 |
Family
ID=79472337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111431895.0A Pending CN113956630A (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种完全生物降解薄膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113956630A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114410076A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 中国神华煤制油化工有限公司 | Pga基改性材料组合物、pga基改性材料及其制备方法和应用 |
| CN114702800A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-07-05 | 中国神华煤制油化工有限公司 | 一种高阻隔全生物降解地膜原料组合物及地膜及其制备方法 |
| CN115160742A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-10-11 | 广东春夏新材料科技股份有限公司 | 一种pbat复合材料及其制备方法 |
| CN115746514A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-03-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚乙醇酸树脂组合物和薄膜及制备方法和应用 |
| CN118146498A (zh) * | 2024-04-03 | 2024-06-07 | 海南大学 | 一种pbat/pga共混材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3560996A1 (fr) * | 2018-04-27 | 2019-10-30 | Icci Sea | Composition comprenant un (co)polyester rigide et un (co)polyester flexible, procede de preparation et utilisation en geotextile et pour engins de peche |
| CN113321919A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-08-31 | 南京尚阳机电科技有限公司 | 一种可降解塑料的制备方法 |
| CN113388136A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-09-14 | 北京化工大学 | Pga增强的降解薄膜及其制备方法 |
| CN113583403A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-11-02 | 海南赛诺实业有限公司 | 一种完全可生物降解膜袋 |
-
2021
- 2021-11-29 CN CN202111431895.0A patent/CN113956630A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3560996A1 (fr) * | 2018-04-27 | 2019-10-30 | Icci Sea | Composition comprenant un (co)polyester rigide et un (co)polyester flexible, procede de preparation et utilisation en geotextile et pour engins de peche |
| CN113388136A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-09-14 | 北京化工大学 | Pga增强的降解薄膜及其制备方法 |
| CN113321919A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-08-31 | 南京尚阳机电科技有限公司 | 一种可降解塑料的制备方法 |
| CN113583403A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-11-02 | 海南赛诺实业有限公司 | 一种完全可生物降解膜袋 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114410076A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 中国神华煤制油化工有限公司 | Pga基改性材料组合物、pga基改性材料及其制备方法和应用 |
| CN114410076B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-10-03 | 中国神华煤制油化工有限公司 | Pga基改性材料组合物、pga基改性材料及其制备方法和应用 |
| CN114702800A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-07-05 | 中国神华煤制油化工有限公司 | 一种高阻隔全生物降解地膜原料组合物及地膜及其制备方法 |
| CN115160742A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-10-11 | 广东春夏新材料科技股份有限公司 | 一种pbat复合材料及其制备方法 |
| CN115746514A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-03-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚乙醇酸树脂组合物和薄膜及制备方法和应用 |
| CN115746514B (zh) * | 2022-11-16 | 2024-01-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚乙醇酸树脂组合物和薄膜及制备方法和应用 |
| CN118146498A (zh) * | 2024-04-03 | 2024-06-07 | 海南大学 | 一种pbat/pga共混材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108822514B (zh) | 一种完全生物降解聚乳酸基吹塑薄膜及其制备方法 | |
| CN113956630A (zh) | 一种完全生物降解薄膜及其制备方法 | |
| US11926711B2 (en) | TPS/PLA/PBAT blend modified biodegradable resin prepared by using chain extender and preparation method thereof | |
| WO2017121242A1 (zh) | 一种增塑可生物降解聚酯薄膜及其制备方法 | |
| CN112552654B (zh) | 适用于制备薄膜的pbat/pha/木粉组合物及其制备和应用 | |
| CN103992517A (zh) | 一种可连续化生产全降解淀粉基塑料合金及其制备方法 | |
| CN104387732A (zh) | 一种透明抗撕裂聚乳酸生物降解薄膜及其制备方法 | |
| CN112552655B (zh) | 适用于制备薄膜的改性纤维素填充pbat/pla组合物及其制备和应用 | |
| CN111978691B (zh) | 一种可生物降解地膜及其制备方法 | |
| CN108017887A (zh) | 一种pla-pbsa吹塑薄膜及其制备方法 | |
| WO2023245997A1 (zh) | 可海洋降解的聚羟基烷酸酯组合物、成型体及其制备方法 | |
| JP2017222791A (ja) | ポリ−３−ヒドロキシアルカノエート系樹脂組成物および成形体 | |
| CN112694726A (zh) | 一种具有较高加工性能的改性pga材料及其制备方法 | |
| JP2021102669A (ja) | 脂肪族ポリエステル系樹脂組成物およびその利用 | |
| CN113045881A (zh) | 一种热收缩可降解环保薄膜材料及制备方法与应用方法 | |
| WO2023093336A1 (zh) | 一种生物降解材料及其薄膜制品和应用 | |
| US8742029B2 (en) | Copolyester blends with improved melt strength | |
| CN111763410B (zh) | 一种高淀粉含量生物可降解pbat合金及其制备方法 | |
| CN109608838A (zh) | 一种可完全降解长效增韧透明聚乳酸及其制备方法 | |
| AU2010200315A1 (en) | Biodegradable resin composition, method for production thereof and biodegradable film therefrom | |
| JP3860163B2 (ja) | 脂肪族ポリエステル樹脂組成物及びフィルム | |
| CN112500600B (zh) | 一种自清洁抗菌可降解日化瓶及其制备方法 | |
| CN111286164B (zh) | 一种生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN1297599C (zh) | 可完全生物降解的包装膜及地膜 | |
| CN114276584A (zh) | 一种可完全生物降解薄膜的淀粉母粒及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220121 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |