生物和光双降解塑料薄膜.pdf

本发明涉及一种塑料薄膜，特别是涉及一种生物和光双降解塑料薄膜。
    塑料地膜覆盖作物栽培技术为提高农作物品种，质量和产量起了巨大作用。但是，在自然环境中，塑料本身很难自行分解，散落在土壤和田间，破坏了土壤的耕作条件和土壤结构，造成对环境的污染，严重影响生态平衡。同时，大量生活用塑料薄膜的使用，使上述后果更趋严重。从70年代起，国外有不少研究人员从事研究能迅速溶解或自行分解，或燃烧时不产生有害气体的塑料。目前消除塑料垃圾的方法主要有回收废旧薄膜，经清洗后，二次加工成低档次制品，但回收非常困难。或将回收的废旧塑料膜堆埋、焚烧，前者在地下长期不能分解，影响土壤结构，后者会产生大量有毒气体。或者改用降解塑料膜，这是塑料工业发展的必然趋势。近年来有关这方面的文献报导较多。如中国专利1056884A公开了一种光降解银光薄膜，其组份包含70-95%聚乙烯树脂，2-20%银色着色剂，0.01-5%光敏催化剂，0.00～5.0%光稳定剂、属于一种利用光敏催化剂促使聚乙烯降解的薄膜。又如《塑料工业》1992年4期题为“微生物降解PVC薄膜的研究”一文，报导了将接枝单体PMMA、PEA和PBA接技到淀粉分子链上，以改善淀粉与PVC间的相容性，并使接技共聚物具有一定的弹性，从而减少因淀粉填充PVC引起的韧性下降。由于该种降解薄膜中采用的改性淀粉为接技共聚物，故淀粉改性工艺复杂，设备费用高，投资费用大。

    本发明的目的在于提供一种通过生物和光双降解作用而自行分解的生物和光双降解塑料薄膜。

    本发明生物和光双降解塑料薄膜的组份包含（以重量计）聚乙烯树脂50-70份，改性淀粉30-50份、光敏剂0.02-0.30份、光敏促进剂0.01～0.08份。其中聚乙烯树脂为高压或低压聚乙烯树脂，改性淀粉是用脂肪酸及低分子烃类处理淀粉后制得，如采用月桂酸、棕榈酸、十八酸、二十酸及黄脂、白脂等，与淀粉混炼成疏水淀粉，改变其亲水性，使之能与聚乙烯树脂充分相容，光敏剂为过渡金属氧化物和络合物，如二氧化锰、三氯六氨钴等。光敏促进剂为硬脂酸盐，如硬脂酸锌、硬脂酸钙等。

    本发明生物和光双降解塑料薄膜的降解破坏是两种因素作用的结果，其一是，以淀粉为碳源的微生物将均匀分散在PE膜中的淀粉粒子吞噬和酶解浸蚀，使膜表面积极大增加，膜强度显著降低。与此同时双降解膜与土壤中金属盐接触时，发生自动氧化作用，在大分子链上形成过氧化物使聚合物断裂降解。微生物作用造成地膜表面积增加，又极大地加速过氧化物的生成和大分子链断裂。其二是，由于双降解膜中添加有光敏剂和光敏促进剂，在阳光的作用下可加速聚合物分子链的断裂降解，使其分子量不断减小，机械力学性能降低，最终降解为水和二氧化碳。

    本发明生物和光双降解塑料薄膜的优点在于生产工艺简单，尤其淀粉改性工艺，采用将淀粉与脂肪酸及低分子烃类在混炼机中混炼成为疏水淀粉，克服了现有改性淀粉（淀粉接技共聚）的复杂生产工艺和高生产成本的缺点，然后再按一定比例将其与聚乙烯树脂、光敏剂和光敏促进剂混合加工成母粒树脂，最后吹塑成膜。通过调整各组份配合比例，可获得不同降解时间（1～24个月）的生物和光双降解塑料薄膜。该薄膜厚度一般为8～30μm，薄膜折径可达1000毫米以上，其成本低于普通聚乙烯膜30%左右，主要适用于农用地膜，食品包装膜，一次性生活用膜、工业产品包装膜等。

    下面结合实施例详细说明本发明

    实施例1：将淀粉65份、棕榈酸2份、白腊1份混炼成疏水淀粉，再加入聚乙烯树脂25份、光敏剂0.25份、光敏促进剂0.015份，经混炼、造粒制成母粒树脂，然后再将母粒树脂35份、聚乙烯树脂65份混合后，用吹膜机吹塑成膜。其力学性能和降解实验结果如表1、表2所示。

    实施例2：将淀粉70份、月桂酸3份、黄腊1.5份混炼成疏水淀粉，再加入聚乙烯树脂70份、光敏剂0.3份，光敏促进剂0.07份，经混炼，造粒制成母粒树脂，然后再将母粒树脂40份、聚乙烯树脂60份混合后，用吹膜机吹塑成膜，制得生物和光双降解塑料薄膜。用该降解膜覆盖蔬菜田，33天开始出现破裂，42天后出来碎片，58天后呈粉状，75天后则自行消灭，最终为土壤中的微生物吸收。

    表1：力学性能测试结果

    表2：双降解膜光降解实验［η］特性粘度M（分子量）0 h72.082.25×10424 h71.452.1×10472 h33.297.45×10496 h12.541.97×103176 h2.1148.5×104