一种全降解生物地膜的制备方法
【专利摘要】本发明属于全降解生物地膜材料领域，特别涉及超支化聚己内酯/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法。选用分子链上存在大量羧基与羟基的超支化聚己内酯作为聚乙烯醇的主增塑剂，可以有效地降低聚乙烯醇的熔融温度，同时解决了小分子增塑剂在自然环境下的迁移问题，保持了地膜的使用持久性与产品质量的稳定性。本发明制备出的农用地膜性能良好，能够完全被微生物降解，不会给自然环境造成任何影响。
【专利说明】一种全降解生物地膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于全降解生物地膜材料领域，特别涉及超支化聚己内酯/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]农用地膜是用于覆盖地面，具有提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的功能。通常的农用地膜透明或黑色PE薄膜，但在作物收获后残留在土壤中，难以降解对土壤造成了污染和损害，并且在制备薄膜时，塑化剂的大量使用，对人们的健康造成严重损害。
[0003]聚乙烯醇(PVA)是一种环境友好的人工合成高分子，在多种情况下能够被生物分解，生成二氧化碳和水，是一种作为农用地膜的优良材料。在成型加工的时候，为获得良好的流动性与产品的柔韧性，往往加入大量增塑剂(如乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇、低分子量的聚乙烯醇、聚乙二醇等多元醇)，然而这些小分子增塑剂在户外使用时容易被雨水迁移出聚乙烯醇薄膜，影响地膜的使用性能。而且低分子增塑剂会加速聚乙烯醇薄膜在雨水中溶解速度，影响地膜的使用时间。
[0004]超支化己内酯分子链上存在大量的羧基与羟基，在与聚乙烯醇熔融共混时，超支化聚己内酯与聚乙烯醇分子间形成氢键，可以降低聚乙烯醇的熔融温度，起到塑化作用。且超支化聚己内酯在塑化加工时，流动性 很好，可以减低组分粘度，提高薄膜的柔韧性。
[0005]本发明以超支化聚己内酯作为主增塑剂、少量小分子多元醇为辅增塑剂，以醇解度为99%的聚乙烯醇为主要原料制备全生物降解农用地膜。本发明所生产的全生物降解地膜具有自然环境下不溶解、性能可靠、生产方便等特点。本发明所生产的农用膜最终在微生物的作用下完全分解成CO2和H2O,不会对环境造成污染，故本产品应用潜力巨大，具有很好的开发前景。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题:提供一种自然环境下不溶解、性能可靠、生产方便新型可降解农用地膜的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0007]具体包括以下步骤:
[0008](I)将聚乙烯醇粉料(100份)、主增塑剂(O~50份)、辅助增塑剂(O~50份)以及辅助添加剂(5~10份)使用高速搅拌机在100°C下混合均匀；
[0009](2)将步骤(1)中制备的混合料加入到挤出造粒机中在温度145~190°C范围内挤出造粒；
[0010](3)利用单螺杆吹膜机挤出吹塑成膜，收卷。加工温度为:第一段温度140~150°C，第二段温度190~210°C，第三段温度190~210°C，模口温度180~205°C。
[0011]所述的辅助增塑剂可以为乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇、低分子量的聚乙烯醇、聚乙二醇等多元醇与去离子水。[0012]所述的辅助添加剂为热稳定剂、润滑剂、开口机以及抗氧剂等。
[0013]本发明具有以下优点:
[0014]1.本发明操作简单，可连续化生产，效率高；
[0015]2.本发明所生产的聚乙烯醇薄膜在自然环境中不会水溶；
[0016]3.本发明所生产的农用地膜性能可靠，柔韧性好；
[0017]4.本发明所生产的农用地膜能够完全被微生物分解，对环境无污染。
【具体实施方式】
[0018]实施例一:
[0019](1)将100份聚乙烯醇(1799)粉料、40份超支化聚己内酯(Mw=1000Og.mor1)'10份甘油以及5份辅助添加剂使用高速搅拌机在100°C下混合均匀；
[0020](2)将步骤(1)中制备的混合料加入到挤出造粒机中在温度145~190°C范围内挤出造粒；
[0021](3)利用单螺杆吹膜机挤出吹塑成膜，收卷。加工温度为:第一段温度140~150°C，第二段温度190~210°C，第三段温度190~210°C，模口温度180~205 °C。实施例
[0022](1)将100份聚乙烯醇(1799)粉料、30份超支化聚己内酯(Mw=1000Og ?moF1)、20份甘油以及5份辅助添加剂使用高速搅拌机在100°C下混合均匀；
[0023](2)将步骤(1)中制备的混合料加入到挤出造粒机中在温度145~190°C范围内挤出造粒；
[0024](3)利用单螺杆吹膜机挤出吹塑成膜，收卷。加工温度为:第一段温度140~150°C，第二段温度190~210°C，第三段温度190~210°C，模口温度180~205°C。实施例
[0025](1)将100份聚乙烯醇(1799)粉料、40份超支化聚己内酯(Mw=5000g.moFO^lO份甘油以及5份辅助添加剂使用高速搅拌机在100°C下混合均匀；
[0026](2)将步骤(1)中制备的混合料加入到挤出造粒机中在温度145~190°C范围内挤出造粒；
[0027](3)利用单螺杆吹膜机挤出吹塑成膜，收卷。加工温度为:第一段温度140~150°C，第二段温度190~210°C，第三段温度190~210°C，模口温度180~205°C。
【权利要求】
1.一种全降解生物地膜的制备方法，其特征在于以下步骤: (1)将聚乙烯醇粉料、主增塑剂、辅助增塑剂以及辅助添加剂使用高速搅拌机在100°c下混合均匀； (2)将步骤(1)中制备的混合料加入到挤出造粒机中在温度145~190°C范围内挤出造粒； (3)利用单螺杆吹膜机挤出吹塑成膜，收卷；加工温度为:第一段温度140~150°C，第二段温度190~210°C，第三段温度190~210°C，模口温度180~205°C。
2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤(1)所用的聚乙烯醇聚合度为1700、醇解度为99%。
3.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤(1)所用的主增塑剂为超支化聚己内酯，其分子量为Mw=5000~50000g.mol'
4.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤(1)中主增塑剂用量为30~50份，辅增塑剂用量为O~20份。
【文档编号】C08K5/053GK103724901SQ201410002010
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】马贵平, 彭呈, 聂俊, 方大为 申请人:北京化工大学常州先进材料研究院