一种二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物及其制备方法和二氧化碳基生物降解地膜的制作方法_3

文档序号:9721663阅读:来源:国知局
[0076] 在本发明提供的一个实施例中,所述生物降解地膜的厚度为8~ΙΟμπι。
[0077] 本发明对所述二氧化碳基生物降解地膜的制备方法没有特别限定,按照本领域技 术人员熟知的常规制膜工艺进行制备即可。在本发明中,可按照以下方法制备所述地膜:
[0078] 原料依次经过熔融共混、造粒和吹塑成型,得到二氧化碳基生物降解地膜;
[0079] 在本发明提供的制备方法中,原料首先进行熔融共混和造粒。其中,所述原料的具 体组成在上文中已经介绍,在此不再赘述。在本发明中,所述原料熔融共混的温度优选为 140~180°C。在本发明中,所述原料优选在本领域技术人员熟知的双螺杆造粒机中进行熔 融共混和造粒。在本发明提供的一个实施例中,共混造粒过程中,所述双螺杆造粒机一区的 温度为140°C,二区的温度为165 ± 5°C,三区的温度为170 ± 5°C,四区的温度为170 ± 5°C,五 区的温度为175±5°C,六区的温度为175±5°C,七区的温度为165±5°C,模头的温度为145 °C。原料完成熔融共混和造粒后,得到塑料颗粒。
[0080] 得到塑料颗粒后,将所述塑料颗粒吹塑成型。其中,所述吹塑成型的温度优选为 140°C~170°C。本发明对所述塑料颗粒吹塑成型所采用的装置没有特别限定,优选为本领 域技术人员熟知的吹膜机。在本发明提供的一个实施例中,吹塑成型过程中,所述吹膜机一 区为140°C,二区温度为165±5°C,三区温度为165±5°C,模头温度为170°C。塑料颗粒吹塑 成型结束后,得到二氧化碳基生物降解地膜。
[0081] 本发明提供的生物降解地膜在其制备过程中添加了所述二氧化碳-环氧丙烷改性 共聚物,通过所述二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物与制备所述地膜的其他原料协同作用,在 保证制成的地膜具有优异的可生物降解性的前提下,延长了地膜的使用寿命。实验结果表 明:本发明提供的生物降解地膜厚度的拉伸强度为10~15MPa,断裂伸长率为250%~ 360% ;在老化实验7天后,拉伸强度保持率超过50 %,断裂伸长率保持率超过45 %,在老化 实验9天后,拉伸强度保持率大于45%,断裂伸长率保持率大于10%;该生物降解地膜使用 寿命可达70~90天,可满足生长周期长的农作物对地膜的要求,并且此生物降解地膜在超 过使用时间后能够迅速完全降解。
[0082] 为更清楚起见,下面通过以下实施例进行详细说明。
[0083] 以下实施例中所用的原料来源:所用二氧化碳-环氧丙烷共聚物均由浙江台州邦 丰塑料有限公司购买获得;所用紫外吸收剂和光稳定剂均由巴斯夫公司购买获得;所用增 塑剂均为市售。
[0084] 实施例1
[0085] 1)、制备环氧基团改性紫外吸收剂
[0086] 将lmo 1的UV-0(2,4-羟基二甲苯酮)和0.076mo 1氢氧化钠加入0.5L反应釜中,用真 空栗抽真空通氮气循环三次以保证氧气排净,加入l.lmol的乙二醇二缩水甘油醚,维持氮 气环境并在80°C,搅拌,反应7小时,得到环氧基团改性紫外吸收剂。
[0087] 以氘代氯仿为溶剂,四甲基硅烷为内标,用Bruker AV-300型匪R仪记录上述制得 的环氧基团改性紫外吸收剂的核磁共振氢谱图,结果如图1所示,图1是本发明实施例1提供 的环氧基团改性紫外吸收剂核磁共振氢谱图。通过图1可以看出,该环氧基团改性紫外吸收 剂具有式(ΠΙ-3)结构:
[0088] p
[0089] 2)、制备二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物
[0090] 将由实验室自制的比例为三氯乙酸钇1.14g,甘油1.42ml,二乙基锌4ml的稀土三 元催化剂、11.4mol环氧丙烷和1.2mol步骤1)制备的环氧基团改性紫外吸收剂先后加入到 事先经过除水除氧处理过的高压反应釜,然后通入二氧化碳,在3.5MPa的压力、60°C温度 下,反应8小时,得到二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物。
[0091] 以氖代氯仿为溶剂,四甲基硅烷为内标,用Bruker AV-300型匪R仪记录上述制得 的二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物的核磁共振氢谱图,结果如图2所示,图2是本发明实施例 1提供的二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物核磁共振氢谱图。通过图2可以看出,该二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物由具有式(I)结构的重复单元和具有式(II-3)结构的重复单元组成, 两种重复单无规排列,共聚物中具有式(I)结构的重复单元和具有式(II-3)结构的重复单 元摩尔比为0.9:0.1;
[0093] 对所述制得的二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物的分子量和分子量分布指数进行检 测,结果为:数均分子量为4200(^/111〇1,分子量分布指数为2.8。
[0094] 实施例2
[0095] 1)、制备环氧基团改性紫外吸收剂
[0096] 将lmo 1的UV-0(2,4-羟基二甲苯酮)和0.076mo 1氢氧化钠加入0.5L反应釜中,用真 空栗抽真空通氮气循环三次以保证氧气排净,加入1. lmol的1,4_丁二醇二缩水甘油醚,维 持氮气环境并在80°C,搅拌,反应7小时,得到环氧基团改性紫外吸收剂。
[0097] 以氖代氯仿为溶剂,四甲基硅烷为内标,用Bruker AV-300型匪R仪记录上述制得 的环氧基团改性紫外吸收剂的核磁共振氢谱图,结果如图3所示,图3是本发明实施例2提供 的环氧基团改性紫外吸收剂核磁共振氢谱图。通过图3可以看出,该环氧基团改性紫外吸收 剂具有式(ΠΙ-4)结构:
[0098]
[0099] 2)、制备二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物
[0100] 将由实验室自制的比例为三氯乙酸钇1.14g,甘油1.42ml,二乙基锌4ml的多少g稀 土三元催化剂、11.4mol环氧丙烷和0.6mol步骤1)制备的环氧基团改性紫外吸收剂先后加 入到事先经过除水除氧处理过的高压反应釜,然后通入二氧化碳,在3MPa的压力、60°C温度 下,反应8小时,得到二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物。
[0101] 以氖代氯仿为溶剂,四甲基硅烷为内标,用Bruker AV-300型匪R仪记录上述制得 的二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物的核磁共振氢谱图,结果如图4所示,图4是本发明实施例 2提供的二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物核磁共振氢谱图。通过图4可以看出,该二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物由具有式(I)结构的重复单元和具有式(II-4)结构的重复单元组成, 两种重复单无规排列,共聚物中具有式(I)结构的重复单元和具有式(Π -4)结构的重复单 元摩尔比为0.95:0.05;
[0103]对所述制得的二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物的分子量和分子量分布指数进行检 测,结果为:数均分子量为53000g/mol,分子量分布指数为2.1。
[0104] 实施例3 [0105] 制备地膜
[0106]将100重量份的熔融指数为0.5g/10min的二氧化碳-环氧丙烷共聚物、2重量份三 醋酸甘油酯、〇 . 5重量份紫外吸收剂571、0.5重量份光稳定剂944、0.5重量份光稳定剂622、 0.5重量份光稳定剂770和5重量份实施例1制得的二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物在混合机 里混合均匀,然后将得到的混合物加入双螺杆造粒机中进行造粒,得到塑料颗粒;所述造粒 过程中双螺杆造粒机一区的温度为140°C,二区的温度为165°C,三区的温度为170°C,四区 的温度为170°C,五区的温度为175°C,六区的温度为175°C,七区的温度为165°C,模头的温 度为145°C。
[0107] 得到塑料颗粒后,将所述塑料颗粒在常用的制备地膜设备上进行吹塑成型,吹膜 机温度一区为140°C,二区温度为165°C,三区温度为165°C,模头温度为170°C,得到厚度为 10微米的生物降解地膜。
[0108] 实施例4
[0109] 制备地膜
[0110] 将1〇〇重量份的熔融指数为〇.5g/10min的二氧化碳-环氧丙烷共聚物、10重量份 PEG-400、0.5重量份紫外吸收剂571、0.5重量份光稳定剂944、0.5重量份光稳定剂622、0.5 重量份光稳定剂770和20重量份实施例2制得的二氧化碳-环氧丙烷改性共聚物在混合机里 混合均匀,然后将得到的混合物加入双螺杆造粒机中进行
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