专利名称：可降解塑料组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可降解的塑料复合材料及其制备方法，具体系涉及一种可降解的塑料组合物的配方及其生产方法。
背景技术：
随着塑料用量的与日俱增，废弃塑料所造成的“白色污染”已成为世界性公害，开发可降解塑料已成为世界范围的研究热点。其发展不仅扩大了塑料的功能，而且在一定程度上缓解了环境矛盾，对日益枯竭的石油资源是一个补充，因此降解塑料的研究开发和推广应用，无论从地球环境保护的实际角度或从取之不尽的可再生资源，还是从合成功能性高分子的学术角度都具有重要的意义。
聚甲基乙撑碳酸酯是一类降解塑料，因其原料主要利用二氧化碳，制成品又具有可降解性，正愈来愈受到重视。但由于本身部分性能的缺陷限制了其应用，通过与其它高分子材料混合可制备新的材料。
发明内容
本发明的目的在于对聚甲基乙撑碳酸酯的机械性能和热加工性能进行改性，提供一种机械性能和降解性能好且成本较低的降解塑料复合材料及其制备方法，该方法工艺简单，适应范围广。
为实现上述目的，本发明可降解塑料是由下述原料制成的塑料复合材料聚甲基乙撑碳酸酯，乙烯乙烯醇共聚物。
其中所用的原料全降解聚甲基乙撑碳酸酯树脂是由环氧丙烷与二氧化碳交替共聚的产物，数均分子量20,000至200,000，其化学结构为 其中n为100-1000。
所用的乙烯乙烯醇共聚物的数均分子量5,000至100,000，化学结构为
其中a为1-2000，b为1-1000，p为1-1000。
作为优化，所述原料的重量配比是聚甲基乙撑碳酸酯10-95，乙烯乙烯醇共聚物90-5。
作为优化，所述原料的重量配比是聚甲基乙撑碳酸酯50-95，乙烯乙烯醇共聚物50-5。
作为优化，所述原料的重量配比是聚甲基乙撑碳酸酯50-80，乙烯乙烯醇共聚物50-20。
作为优化，所述原料的重量配比是聚甲基乙撑碳酸酯40-80，乙烯乙烯醇共聚物60-20。
本发明中所用的原料全降解聚甲基乙撑碳酸酯树脂是由环氧丙烷与二氧化碳交替共聚的产物，乙烯乙烯醇共聚物是乙烯含量5％-95％的共聚物。在聚甲基乙撑碳酸酯树脂中加入乙烯乙烯醇共聚物可明显改进热稳定性及机械性能。基本原理是乙烯乙烯醇共聚物能与聚甲基乙撑碳酸酯树脂中的副产物碳酸丙烯酯反应形成部分交联，从而提高了各项性能。本发明可降解塑料制品无毒无害、生产过程无三废污染。
在制备复合材料时，还可加入抗氧剂、润滑剂、染料、填料等。
本发明可降解塑料的生产方法包含以下两种方法(1)熔融共混法将聚甲基乙撑碳酸酯树脂，乙烯乙烯醇共聚物按配方计量后，加入高速搅拌机，在室温下连续搅拌，制备均匀混合的混合原料物料；再将制备的混合原料物料，在150℃-190℃的温度下进行熔融共混，共混时间5-20分钟，使各组分充分混合后，切成细条或颗粒。
实施本发明方法的装置是本技术领域内通用的装置，如双辊开炼机、密炼机、双螺杆挤出机和高速搅拌机等。
(2)溶液共混法将聚甲基乙撑碳酸酯树脂，乙烯乙烯醇共聚物按配方计量后，加入溶剂中，连续搅拌溶解并混合，然后去除溶剂，破碎成颗粒。
实施本发明方法的装置是本技术领域内通用的装置，如搅拌釜、烘干机、破碎机等。
本发明可降解塑料的应用是所述的可降解塑料组合物用于制造一次性餐具、工业医药业一次性包装，、农业用地膜等生活及工农业一次性用品。其制造方法如下(1)注塑产品包括注塑、冷却定型和整理入库步骤。
(2)片材包括片材挤出成型和包装入库步骤；吸塑产品还包括预热真空吸塑和冷却定型步骤。
(3)发泡产品包括热压发泡成型(物理发泡)和整理入库步骤；吸塑产品还包括预热真空吸塑和冷却定型步骤。
本发明以由二氧化碳和环氧丙烷合成的可降解聚合物聚甲基乙撑碳酸酯为基体，以高结晶度、高强度的乙烯乙烯醇共聚物为改性树脂，经共混制备复合材料。工艺简单，适应范围广。产品中乙烯乙烯醇共聚物的重量百分含量为5-90％，不仅使聚甲基乙撑碳酸酯的强度提高，而且由于乙烯乙烯醇共聚物的吸水特性，加速了复合材料的生物降解性能。本发明所用的聚甲基乙撑碳酸酯是一种具有良好应用前景的可降解高分子材料，其与各种填料的共混改性专利(如淀粉、天然植物纤维、天然矿物填料)已见报道，但聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合材料的研究尚属空白。聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合材料是一种新型的绿色环保材料。
具体实施例方式
下面用实施例进一步描述本发明。
实施例1-4复合材料的组成及性能如表1所示。将聚甲基乙撑碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物(乙烯含量44％)计量后，放入熔融混炼设备中，于170℃下混炼5分钟，转子转速60转/分。所得的混合料在平板硫化机上180℃压片，按ISO 527-2的标准制样测试力学性能，从表1可看出，聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合材料的强度均较聚甲基乙撑碳酸酯有较大增加，且乙烯乙烯醇共聚物含量越大，复合材料的强度越高。
实施例5-8复合材料的组成及性能如表2所示。将聚甲基乙撑碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物(乙烯含量44％)计量后，放入溶剂二甲基亚砜中，加热至150℃，搅拌溶解。完全溶解后，除去溶剂，所得的混合料在平板硫化机上180℃压片，按ISO 527-2的标准制样测试力学性能，从表2可看出，溶液混合制备的聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合材料的强度均较聚甲基乙撑碳酸酯有很大增加，且乙烯乙烯醇共聚物含量越大，复合材料的强度越高。且同样组成的聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合材料，溶液混合比熔融混合得到的拉伸强度要高。
表3是复合材料在0.2M Na2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中的降解数据，从表3数据可看出，乙烯乙烯醇共聚物的加入改善了聚甲基乙撑碳酸酯的降解性能。
表1聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合材料的组成及性能(熔融混合)
表2聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合材料的组成及性能(溶液混合)
表3聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合材料的降解性能
权利要求
1.一种可降解塑料复合材料，其特征在于是以由二氧化碳和环氧丙烷合成的可降解聚合物聚甲基乙撑碳酸酯为基体，添加乙烯乙烯醇共聚物；复合材料中乙烯乙烯醇共聚物的重量百分含量为5-90％，聚甲基乙撑碳酸酯的数均分子量20,000至200,000，化学结构为 其中n为100-1000；乙烯乙烯醇共聚物的数均分子量5,000至100,000，化学结构为 其中a为1-2000，b为1-1000，p为1-1000。
2.如权利要求1所述的可降解塑料复合材料的制备方法，其特征是将聚甲基乙撑碳酸酯树脂，乙烯乙烯醇共聚物按配方计量后，加入高速搅拌机，在室温下连续搅拌，制备均匀混合的混合原料物料；再将制备的混合原料物料，在150℃-190℃的温度下进行熔融共混，共混时间5-20分钟，使各组分充分混合后，切成细条或颗粒。
全文摘要
本发明涉及了一种可降解塑料复合材料及其制备方法，该可降解塑料复合材料以由二氧化碳和环氧丙烷合成的可降解聚合物聚甲基乙撑碳酸酯为基体，添加乙烯乙烯醇共聚物，通过熔融混合或溶液混合制备，可用于制造一次性塑料制品。聚甲基乙撑碳酸酯中引入乙烯乙烯醇共聚物后，不仅强度得到很大提高，而且由于乙烯乙烯醇共聚物具有吸水性，能促进聚甲基乙撑碳酸酯的生物降解。该可降解塑料复合材料是一种降解性能好，机械强度高，且成本低的降解塑料。
文档编号C08L29/00GK1775857SQ20051010034
公开日2006年5月24日 申请日期2005年10月20日 优先权日2005年10月20日
发明者孟跃中, 王勋林, 诸泉, 肖敏, 焦建, 曹民, 关丽涛 申请人:中山大学