專利名稱：快速降解塑料薄膜的制作方法
快速降解塑料薄膜本發(fā)明“快速降解塑料簿膜”是向人們提供一種快速降解的塑料簿膜。該簿膜用 后被廢棄在自然環(huán)境中，在太陽光照射的引發(fā)下，在自然環(huán)境中的氧、雨水、熱、菌類等的介 質(zhì)中發(fā)生快速降解。在中國東北遼陽市地區(qū)試驗(yàn)，在6-9月期間，該快速降解簿膜用后廢棄 在自然環(huán)境中，觀天到38天即被降解為基本無強(qiáng)度的小碎片、直至粉末；經(jīng)省環(huán)保局有關(guān) 部門檢測，在觀天生物降解失重率6. 0%、降解斷裂伸長保留率為0%。發(fā)明背景廢棄用后塑料包裝袋，被稱為“白色污染”，由于國家沒有好的辦法解 決，就下達(dá)了“限塑令”、又下達(dá)了各超市使用塑料包裝要“收費(fèi)”，把這一社會(huì)進(jìn)步給人民 帶來的福祉出現(xiàn)的問題轉(zhuǎn)嫁給廣大群眾，并為全國使用塑料袋減少50%作為一個(gè)功勞而慶 賀，帶來的是一些象華強(qiáng)公司年產(chǎn)22億元產(chǎn)值的生產(chǎn)簿膜企業(yè)相繼倒閉。按照這種招法的 邏輯，汽車總出事故，應(yīng)該禁止汽車生產(chǎn)和應(yīng)用，還是用馬車安全。難到就沒有其它方法解 決嗎？我國科技界的高級研究人員就不能想出點(diǎn)妙招嗎？聚乙烯塑料薄膜是人們重要的生產(chǎn)、生活資料，聚乙烯塑料薄膜是人們不可缺少 的生產(chǎn)、生活資料，它與人們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，也是社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的具體體現(xiàn)。農(nóng)用 塑料薄膜，已經(jīng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的也是不可替代的生產(chǎn)資料；走進(jìn)南北方的集貿(mào)市場 或商店首先可以看到，對于菜、肉、海產(chǎn)海鮮的方便群眾的包裝袋，商店購買商店的包裝，食 品店冷熱食品的包裝，已經(jīng)是不可缺少也是不可替代的人們的生活資料。而且，隨著人們生 活水平的提高和節(jié)奏的加快，以聚乙烯薄膜制作的包裝袋、食品袋以其迅猛之勢極為廣泛 地應(yīng)用于蔬菜、瓜果、各類生熱食品、服裝、藥品、衛(wèi)生用品、飲料、牛奶、醬油、醋等的包裝， 極大的方便了人們的生活，適應(yīng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，而發(fā)展速度愈來愈快，城鎮(zhèn)高樓林立，農(nóng)村的城市化建設(shè)同步 向前，極大的改善了廣大群眾的生活條件和居住條件，然而，這些發(fā)展也給人們帶來傾倒生 活垃圾的困難，居民已開始形成用塑料垃圾袋下樓送垃圾的習(xí)慣，有關(guān)部門亦在呼吁提倡 垃圾袋裝化，我國的大小城市已經(jīng)在逐步用行政措施推行此法，開辟了新的塑料膜的市場需求。任何事物都有雙重性，有利必有弊。聚乙烯薄膜也不例外。由于長時(shí)期大量依賴 性越來越大的使用薄膜，使聚乙烯塑料薄膜危害性的積累逐漸從量的積累引起質(zhì)的變化， 已在世界范圍內(nèi)給人類開始造成惡性循環(huán)的嚴(yán)重后果。廢棄塑料袋在環(huán)境中存在時(shí)間長又 到處都是，影響了人們的生活環(huán)境，所以人們稱它是“白色污染”，很明顯，問題并不在塑料 袋本身，而是它廢棄后在環(huán)境中存在時(shí)間太長，實(shí)質(zhì)上是個(gè)“時(shí)間問題”；廢棄的紙袋沒有污 染，是因?yàn)樗诃h(huán)境中被雨淋濕，失去強(qiáng)度，變成粉狀而消失，有誰關(guān)心它是不是都被細(xì)菌 吃掉、是不是全降解呢？是不是全降解又有什么必要呢？如果廢棄的紙袋在環(huán)境中也像塑 料那樣長時(shí)間存在，到處是紙團(tuán)，既使它能全降解，不也是“白色污染”嗎！然而，專家們在 談塑料降解技術(shù)和制定降解塑料標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，從來不強(qiáng)調(diào)降解時(shí)間，甚至不談降解時(shí)間，多是講 降解后羰基含量增加多少、分子量降低多少、生物降解失重率多少、是不是全降解等，發(fā)表 的降解塑料科研成果有的提到降解時(shí)間是200天，300天；現(xiàn)在還花費(fèi)大量的人力、物力去 研制全降解塑料，如聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚羥基烷酸酯等，這些科研成果雖然也稱叫塑料，但它已經(jīng)失去了塑料本身特有的性質(zhì)了，實(shí)際上它們不是塑料，如它們耐植物油、耐水、耐熱 都不能與塑料相比，失去了塑料的根本特點(diǎn)，用這種材料制造的簿膜、快餐盒，盛熱菜熱飯， 很快就滲油滲水、強(qiáng)度降低導(dǎo)致破壞。這種材料再采取防油防水防熱措施，那它一定再不是 全降解的材料了 ；用這種材料制成的塑料袋被廢棄后在自然環(huán)境中仍然存在很長時(shí)間，比 如“PLA-GX”改性聚乳酸制品塑料袋在自然環(huán)境土壤中6到12月降解(引自中國塑協(xié)論文 資料集08.幻，廢棄在自然環(huán)境中的塑料袋誰去埋昵？在自然環(huán)境中多長時(shí)間降解沒說，時(shí) 間會(huì)更長一點(diǎn)，那么這叫不叫“白色污染”昵？能不能因?yàn)樗苋到饩筒唤小鞍咨廴尽备?精神勝利昵？在這些科研成果中，都沒有報(bào)導(dǎo)用這些全降解塑料作的制品，在自然環(huán)境中 多長時(shí)間降解。因此，用這種全降解塑料就等于用“全降解白色污染”去代替現(xiàn)在的“白色 污染”。不僅白費(fèi)人力財(cái)力物力，還將成為一個(gè)笑柄。本發(fā)明認(rèn)為，“白色污染”即然是廢棄塑料袋在自然環(huán)境中存在時(shí)間長的問題，就 應(yīng)該從讓廢棄塑料袋在自然環(huán)境中存在時(shí)間短下手解決。如果本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)，廢棄塑料 袋在觀天到38天變成粉末，茫茫大地，一點(diǎn)降解薄膜的粉末落在上面微乎其微，能算做污 染嗎？何況這種粉末又是碳?xì)浠衔?、又有生物降解功能，可起肥料作用?0天變成粉末， 所有的塑料袋都用這樣技術(shù)，在環(huán)境中廢棄的塑料袋能存在嗎？發(fā)明概要本發(fā)明“快速降解塑料簿膜”的目的是為人們找到一種降解速度快、降 解效果好、降解條件寬的塑料簿膜。降解速度快是在觀天到38天開始降解，降解效果好是 指降解后呈粉末狀，降解條件寬是指廢棄塑料袋隨便丟棄在自然環(huán)境中就能降解。該種塑 料簿膜不含天然生物降解物質(zhì)，簿膜的強(qiáng)度基本不受影響，可在一般的吹塑塑料簿膜的加 工設(shè)備上進(jìn)行加工成型，簿膜造價(jià)低，不增加成本。1.發(fā)明機(jī)理“在太陽光照射的引發(fā)下”是指必須有太陽光的照射，原因是為了在 避光的倉庫中，產(chǎn)品能夠保存，不見光不降解。該種降解簿膜所含的生物降解劑，是一種低分子量烴類物質(zhì)，它與聚乙烯化學(xué)組 成和分子結(jié)構(gòu)相似，屬于同類分子結(jié)構(gòu)；該種烴類物質(zhì)由于分子量低，其端基就多，在有催 化劑存在下，在日光照射下它易被氧化，在小分子鏈上會(huì)形成含有羰基的親水基因，這不但 能為酶菌侵入創(chuàng)造條件，也是產(chǎn)生自由基的活性點(diǎn)，成為加速光降解的一個(gè)重要因素，加速 光降解降低塑料分子量，又為生物降解創(chuàng)造了條件，二者相輔相成，最終達(dá)到使塑料完成生 物降解的目的。試驗(yàn)完全證實(shí)了上面判斷。生物降解首先是熱氧化降解，沒有溫度是不可能 發(fā)生生物降解的，如冬天。在春天地氣上升農(nóng)民慪糞，將大量的秸桿和垃圾進(jìn)行堆肥處理， 將糞堆中間埋入一引發(fā)熱源，過一段時(shí)間后大量的秸稈及垃圾就都變成粉狀肥料，這種是 在自然環(huán)境中以熱降解為先導(dǎo)的生物降解實(shí)例，沒有溫度條件下，是不能產(chǎn)生生物降解的。 普通鏈烷中C-C鍵的最低離解能約80千卡/克分子、C-H鍵平均鍵離解能100千卡/克分 子，可見在常溫下這些鍵是不可能發(fā)生熱裂解。但是，聚合物鏈上一旦形成自由基后，自由 基相鄰碳原子上的C-H鍵C-C鍵就容易發(fā)生斷裂，打開這些鍵所需要的能量變得非常低，有 人測試表明有的可降低到6千卡/克分子。所以，在常溫下亦可發(fā)生熱氧化降解。而且， 這種反應(yīng)是一個(gè)自催化的放熱反應(yīng)。上述光降解產(chǎn)生自由基與生物降解相輔相成，就是這 個(gè)道理。金屬離子型催化劑具有催化氫過氧化物分解的能力，從而加速自由基的形成，自 由基又去敏化氧化聚乙烯的大分子，加速了材料的氧化降解。過程是
金屬離子M+++ (鐵離子)+氫過氧化物ROOH — M(n+1)++R0 · +H0_自由基M(n+1)++R00H — Mn++R02 · +HCT自由基RO2 ·+RH — R00H+R ·聚乙烯大分子R · +O2 — RO2 ·周而復(fù)始，使氧化降解反應(yīng)自動(dòng)催化按自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不斷進(jìn)行。2.本發(fā)明是這樣體現(xiàn)的降解母料配方它分別由以下各重量份數(shù)的組份組成；熱氧化促進(jìn)劑20 30份、 超細(xì)CaCO3 20 30份、低分子量烴類30 40份、離子型催化劑1. 5 2份環(huán)氧大豆油 1. 5 2份降解塑料配方降解母料30份+高密度聚乙烯70份。用此復(fù)合材料吹膜。3.本發(fā)明各組分的性能及作用如下·低分子量烴類材料。該物質(zhì)是石油副產(chǎn)品的一種，由石蠟烴與環(huán)烷烴的飽和成分所組，無色，無味，無 毒。市場上易購易買。該物質(zhì)與聚乙烯的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)相近，該物質(zhì)由于分子量低， 端基多，在有催化劑存在下，在自然環(huán)境中它易被氧化，觀察即由無色變?yōu)辄S色，在小分子 鏈上會(huì)形成含有羰基(> C = 0)的親水基團(tuán)，這時(shí)這些烴類物質(zhì)可溶于水，這不但能為酶 菌侵入創(chuàng)造條件.也是產(chǎn)生過氧化自由基的活性點(diǎn)，成為加速光降解或熱氧化降解的一個(gè) 重要因素，加速光降解或熱氧化降解，又為生物降解創(chuàng)造了條件，這就基本上創(chuàng)造了與天然 可生物降解物質(zhì)所具有的可降解條件，而且，能夠引入同化分解這種烴類的酶菌，對光和熱 氧化降解后的聚乙烯分子，也有同化的能力.·熱氧化降解促進(jìn)劑(SBS熱塑性丁苯彈性體).該物質(zhì)與聚乙烯與低分子量烴類材料都有很好的相容性。該物質(zhì)是丁二烯和苯乙 烯嵌段共聚的彈性體，它的主鏈和支鏈上都有雙鍵，它在自然環(huán)境中沒有聚乙烯那樣穩(wěn)定， 容易產(chǎn)生光氧化、熱氧化、臭氧氧化，耐濕環(huán)境也不如聚乙烯，因此它在聚乙烯中也是一個(gè) 比較好的促降劑.。 催化劑.。含有過渡金屬離子的有機(jī)化合物硬脂酸鐵!^e(St) 3。作用如上述機(jī)理 中所述。·環(huán)氧大豆油
權(quán)利要求
1.本發(fā)明“快速降解塑料簿膜”的技術(shù)特征是降解母料配方它分別由以下各重量份數(shù)的組份組成；熱氧化促進(jìn)劑20 30份、超細(xì) CaCO3 20 30份、低分子量烴類30 40份、離子型催化劑1. 5 2份、環(huán)氧大豆油1. 5 2份。
2.降解塑料配方降解母料30份+高密度聚乙烯70份。用此復(fù)合材料吹膜。
全文摘要
本發(fā)明“快速降解塑料薄膜”是向人們提供一種快速降解的塑料薄膜。該薄膜用后被廢棄在自然環(huán)境中，在太陽光照射的引發(fā)下，在自然環(huán)境中的氧、雨水、熱、菌類等的介質(zhì)中發(fā)生快速降解。在中國東北遼陽市地區(qū)試驗(yàn)，在6-9月期間，該快速降解薄膜用后廢棄在自然環(huán)境中，28天到38天即被降解為基本無強(qiáng)度的小碎片、直至粉末；經(jīng)省環(huán)保局有關(guān)部門檢測，在28天生物降解失重率6.0％、降解斷裂伸長保留率為0％。本發(fā)明是這樣體現(xiàn)的降解母料配方它分別由以下各重量份數(shù)的組份組成熱氧化促進(jìn)劑20～30份、超細(xì)CaCO3 20～30份、低分子量烴類30～40份、離子型催化劑1.5～2份、環(huán)氧大豆油1.5～2份；降解塑料配方降解母料30份+高密度聚乙烯70份。用此復(fù)合材料吹膜。將原料放在一般吹膜機(jī)組上吹膜，膜厚1-1.5道(10～15μm)。
文檔編號C08K3/26GK102050962SQ20091018825
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者劉永峰 申請人:劉永峰