技术领域
本发明涉及一种光生物降解塑料材料,尤其是一种抗氧化热稳定性好的光生物降解塑料材料。
背景技术:
现有技术中为解决白色污染问题,制作了光生物降解塑料,充分利用生物降解及光降解的双重作用,使得降解效果明显提高,但是现有技术的光生物降解塑料存在抗氧化性差、热稳定性差、使用寿命短、降解速度慢等缺陷,在裸露的环境中容易氧化,在温度较高的环境中使用容易变质等。
技术实现要素:
本发明提供一种新型光生物降解塑料材料,通过添加炭黑、纳米SiO2、硫代双酚、亚磷酸酯和钙、钡皂等成分,并限定各成分的含量,使添加的元素之间及其与聚乙烯醇起到很好的协同作用,在保持了原有的降解性能好的基础上,抗氧化性、热稳定性、使用寿命、降解速度都得到了显著增强。
本发明提供一种新型光生物降解塑料材料,其组分及重量百分比为:
余量为聚乙烯醇。
优选的方案为亚磷酸酯+硫代双酚+炭黑+纳米SiO2+钙、钡皂+光敏剂的重量百分比之和≤3。
优选的方案为光敏剂为硬脂酸铁和乙酰基丙酮钴的组合,其重量比为1∶1,多元醇为丙三醇、丙二醇。
优选的方案为纳米SiO2占重量百分比的0.5-0.8。
优选的方案为还包括纳米碳酸钙和马来酸酐,重量百分比分别为0.2-0.4,0.5-0.8。
本发明的与现有技术相比,显著增强了抗氧化性、热稳定性、使用寿命和降解速度,并且最终降解率基本保持不变,使得光生物降解塑料材料得到了更大的应用,可广泛应用于露天环境和温度较高的环境等。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种新型光生物降解塑料材料,其组分及重量百分比为:
余量为聚乙烯醇。
在高速混合机中,将聚乙烯醇、多元醇、有机醛化合物、炭黑、纳米SiO2搅拌半小时后,加热升温至140度,维持15分钟,添加其它成分搅拌,加热升温至180度,维持半个小时,进行造粒。
实施例2
对实施例1中的新型光生物降解塑料材料(记为样品1)和现有的光生物降解塑料材料(记为样品2)进行生物降解实验和光催化降解实验:
现有光生物降解塑料材料的组分及重量比为:
聚乙烯醇40;多元醇16;乙烯-丙烯酸共聚物30;乙醛13.7;光敏剂硬脂酸铈0.3。
生物降解实验方法:上述两样品均于55度干燥12小时,磨碎、称重、并用100倍蒸馏水稀释,调解pH值到4.8,30度磁力搅拌下加入液化酶1%和糖化酶4%,酶解后的残渣用水洗净表面糊化物,55度干燥12小时并称重。测定不同酶解时间的降解百分数。
实验结果如下:
通过上表可以得知,两样品的在52小时的最终降解度相差不大,但在相同时间下,样品1的降解速度更快。重复以上实验,发现以上结论仍然适用。
实验结果发现,亚磷酸酯+硫代双酚+炭黑+纳米SiO2+钙、钡皂+光敏剂的重量百分比之和≤3,在相同的降解时间上,降解率会提高,例如在当其它条件都相同的条件下,当亚磷酸酯+硫代双酚+炭黑+纳米SiO2+钙、钡皂+光敏剂的重量百分比之和分别在2、3、4、5的情况下,在降解时间为20小时的时候,降解率分别为54.3%、53.2%、45.8%、43.2%。
光催化降解实验方法:上述两样品平行悬挂于25W紫外老化箱中,试样间距为20mm,每1小时取一次样,观察薄膜的外观变化。
紫外线曝光30小时后,样品2出现变黄、变脆;而样品1在紫外线曝光20小时候,即出现变黄、变脆。
实验结果发现当光敏剂为硬脂酸铁和乙酰基丙酮钴的组合,其重量比为1∶1,多元醇为丙三醇、丙二醇,在当其它条件都相同的条件下,紫外线曝光16小时,即出现变黄、变脆。说明硬脂酸铁和乙酰基丙酮钴的组合及其丙三醇、丙二醇能起到很好的协同效应,降低光催化降解时间。
实施例3
对样品1和样品2抗氧化性、热稳定性和使用寿命进行实验检测:
在平均温度为20度的室外环境中放置,发现样品1在使用200天后出现样品变灰变暗并出现斑点硬化;样品2在150天后即出现品变灰变暗并出现斑点硬化。
在温度为60度的室内环境中放置,发现样品1在使用120天后出现样品变黄变脆;样品2在60天后即出现样品变黄变脆。
实验结果发现样品1在加入SiO2占重量百分比的0.6时,样品1在平均温度为20度的室外环境中放置,使用寿命从200天增加到240天。加入纳米碳酸钙和马来酸酐,能显著提高热稳定性和使用寿命,在温度为60度的室内环境中,样品1在使用160天后出现样品变黄变脆。
以上内容是结合本发明的结构和工作过程对其所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
1.一种新型光生物降解塑料材料,其组分及重量百分比为:
余量为聚乙烯醇。
2.根据权利要求1所述的新型光生物降解塑料材料,其特征在于:所述的亚磷酸酯+硫代双酚+炭黑+纳米SiO2+钙、钡皂+光敏剂的重量百分比之和≤3。
3.根据权利要求2所述的新型光生物降解塑料材料,其特征在于:所述的光敏剂为硬脂酸铁和乙酰基丙酮钴的组合,其重量比为1∶1,多元醇为丙三醇、丙二醇。
4.根据权利要求3所述的新型光生物降解塑料材料,其特征在于:所述的纳米SiO2占重量百分比的0.5-0.8。
5.根据权利要求4所述的新型光生物降解塑料材料,其特征在于:还包括纳米碳酸钙和马来酸酐,重量百分比分别为0.2-0.4,0.5-0.8。