一种可降解薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种可降解复合薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 石化塑料产品早已渗透到人类生活的各个领域，在给人们带来便利的同时，不可 避免的带来能源消耗和环境污染等问题。目前大量使用塑料制品带来的"白色污染"给生 态环境带来了严重的危害，如许多良田减产、土地沙漠化、河流阻塞等。而可降解塑料作为 一种环保材料成为当今世界瞩目的研发热点，其发展在一定程度上缓解了环境矛盾和资源 紧张，因此可降解材料的研发和应用适应人类可持续发展的要求，具有广阔的应用前景。
[0003] 聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯（PBAT)是由对苯二甲酸、己二酸和1，4-丁二醇聚 合而成的三元共聚酯，为近年来国内外研究较多的一种新型的生物降解材料。PBAT中含柔 性的脂肪链和刚性的芳香键，因而具有高韧性和耐高温性，而由于脂肪族酯键的存在，促使 其具有生物可降解性，同时还具有良好的延展性和韧性，可用于薄膜生产。但与传统薄膜材 料相比，PBAT聚酯价格昂贵，不利于推广使用。目前主要是通过共混加工来降低成本，提高 产品竞争性。
[0004] 聚羟基脂肪酸酯（PHA)，是由很多微生物合成的一种细胞内聚酯，其结构多元化带 来了性能多样化。由于PHA兼具良好的生物相容性、生物可降解性和塑料的热加工性能，因 此在薄膜材料领域具有广泛的应用前景。
[0005] 中国专利200910109765. 8公开了一种防静电可降解薄膜材料及其制备方法，采 用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、淀粉基可降解塑料原料以及抗静电母粒制备薄膜， 其成品抗静电效果好，力学性能优异，但这种薄膜材料只部分降解，对环境还是有一定的影 响。中国专利201019050017. 7介绍了一种防止破坏土壤结构的生物降解薄膜的制备方法， 将淀粉、聚乙烯醇、PHB和其他辅料挤出造粒后吹制成膜，该工艺简单，易于操作，但各材料 之间的相容性有待进一步提高，影响薄膜材料的力学性能，限制其应用领域。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种方法简单、易操 作的可降解薄膜及其制备方法。
[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可降解薄膜，其特征在于，由包 含以下重量份的组分制成：
[0008]
[0009] 所述的聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯（PBAT)是无规共聚物，由具有以下结构式的 两个重复单元组成：
[0010]
[0011] 其中，1彡X彡50，1彡y彡50。
[0012] 所述的增容剂选自丙烯酸、马来酸酐、马来酸酐接枝乙烯辛稀共聚物、乙烯丙烯酸 酯马来酸酐三元共聚物、环氧大豆油中的一种或几种。
[0013] 所述的润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁、芥酸酰胺、甲撑双硬 脂酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。
[0014] 所述的抗氧剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（抗氧剂264)、β-(3, 5-二叔丁 基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076)、四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯 基）丙酸](抗氧剂1010)、三（2. 4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（抗氧剂168)中的一种或几 种。
[0015] 所述的填料选自滑石粉、碳酸钙、碳酸钡、二氧化硅、高岭土、蒙脱石、粘土、硫酸钡 中的一种或几种。
[0016] -种可降解薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0017] (1)将聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、热塑性淀粉、ΡΗΑ树脂和填料进行干燥处理， 其中聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、热塑性淀粉和ΡΗΑ树脂的干燥温度为60-90°C，填料干 燥温度为90-130°C，时间为5-12h ;
[0018] (2)按比例称取聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、热塑性淀粉、ΡΗΑ树脂、增容剂、抗 氧剂及填料，在高混机中混合均匀，混合时间3-10min ;
[0019] (3)将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混颗粒， 挤出温度100-170°C ;
[0020] (4)将步骤（3)共混颗粒和润滑剂通过单螺杆挤出机挤出，然后在吹膜机吹塑，得 到可降解薄膜。
[0021] 所述的吹膜机的送料温度设置为120-140°C，塑化段温度设置为150-170°C，模头 温度设置为160-170°C。
[0022] 与现有技术相比，本发明所制备的可降解薄膜能适应各地不同的气候条件，在一 定的时间后可开始降解，不会造成二次污染，对治理环境具有重要的现实意义。在聚酯中添 加热塑性淀粉、PHA树脂和填料，一方面可以降低材料的制备成本，提高产品竞争力；另一 方面可有效提高材料的力学性能和柔韧性，拓宽薄膜材料的应用领域。该制备方法工艺简 单、易于控制，适合工业化生产。
【具体实施方式】
[0023] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0024] 性能测试标准：拉伸性能测试标准采用ASTM D638,拉伸速度为50mm/min。
[0025] 实施例1
[0026] (1)将聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、热塑性淀粉、PHA树脂和填料进行干燥处理， 其中聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、热塑性淀粉和聚乙烯醇的干燥温度为60°C，填料干燥 温度为90°C，时间为12h;
[0027] (2)称取90份聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、10份热塑性淀粉、1份PHA树脂、 0. 2份增容剂丙烯酸、0. 2份抗氧剂264及1份填料滑石粉，在高混机中混合均匀，混合时间 3min ；
[0028] (3)将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混颗粒， 挤出温度l〇〇°C ;
[0029] (4)将步骤（3)共混颗粒和0. 2份润滑剂甲撑双硬脂酰胺通过单螺杆挤出机挤出， 在吹膜机吹塑，得到可降解薄膜，其中，吹膜机的送料温度设置为120°C，塑化段温度设置为 150°C，模头温度设置为160°C。
[0030] 本实施制得的薄膜其性能指标如下：拉伸强度为26Mpa，断裂伸长率为450%。
[0031] 实施例2
[0032] (1)将聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、热塑性淀粉、PHA树脂和填料进行干燥处理， 其中聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、热塑性淀粉和聚乙烯醇的干燥温度为70°C，填料干燥 温度为l〇〇°C，时间为10h ;
[0033] (2)称取70份聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、20份热塑性淀粉、10份PHA树脂、1 份增容剂马来酸酐、〇. 9份抗氧剂1010及10份填料碳酸钡，在高混机中混合均匀，混合时间 5min ；
[0034] (3)将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混颗粒， 挤出温度120°C ;
[0035] (4)将步骤（3)共混颗粒和1份润滑剂芥酸酰胺通过单螺杆挤出机挤出，在吹膜机 吹塑，得到可降解薄膜，其中，吹膜机的送料温度设置为130°C，塑化段温度设置为160°C， 模头温度设置为155°C。
[0036] 本实施制得的薄膜其性能指标如下：拉伸强度为37Mpa，断裂伸长率为220%。
[0037] 实施例3
[0038]