本发明属于氧化生物降解技术领域，尤其涉及一种基于氧化生物降解添加剂的机理与制备方法。
背景技术：
随着经济的飞速发展，人们对环境的破坏日益严重，尤其是不可降解的塑料，被人们随意乱丢后，由于不易被土壤微生物降解，长期留存在土壤内，给生态环境造成了严重的污染。一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用，传统的处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体，污染环境；掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解，也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中，阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收，使土壤透气性降低，导致农作物减产；动作食用残弃的塑料膜后，会造成肠梗阻而死亡；流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害，因此提倡绿色消费与加强环境保护势在必行。
为了减少白色污染，保护生态环境，人们开始对可降解的塑料进行研究，研究的第一代降解塑料为可降解塑料，这种可降解塑料在原有原料的基础上添加了一小部分的可降解母料或淀粉基原料，其大部分是不能进行降解的，也不利于塑料的回收与再造；研究的第二代降解塑料为完全生物降解塑料，利用微生物合成材料、天然高分子材料和合成高分子材料等技术进行制造，这种塑料虽然在一定时间内可以完全自然分解，但是由于技术难度较大，不易实施，而且成本也较高，不利于大范围推广使用；研究的第三代降解塑料为氧化生物双降解塑料，是采用生物基原料配合各种降解助剂，利用全降解核心技术，使生物基各种包装膜达到全生物降解。
其中，降解助剂的制造方法为首先将各组分原料进行配比称重，然后通过混合机进行混合均匀，最后将原料放入双螺杆挤出机中挤出、造粒。在挤出造粒的过程中，螺杆与机壳之间摩擦较大，容易对螺杆造成损坏，从而影响使用寿命。
技术实现要素：
本发明提供一种基于氧化生物降解添加剂的机理与制备方法，以解决上述背景技术中提出的螺杆容易受到损坏的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种基于氧化生物降解添加剂的机理与制备方法，包括混合机、双螺杆挤出机；所述双螺杆挤出机包括推进仓、传送仓、动力仓，所述推进仓、传送仓相通，所述传送仓、动力仓相通，所述推进仓外表面设有加热装置，所述推进仓顶部设有进料料斗，所述进料料斗一侧设有自动上料机，所述自动上料机包括输送机仓，所述输送机仓内设有上料电机及与上料电机连接的上料螺杆；
所述推进仓内设有上层螺杆、下层螺杆，所述上层螺杆、下层螺杆贯穿推进仓且另一端位于传送仓内，所述上层螺杆外面套有上层防护轴承，所述下层螺杆外面套有下层防护轴承，所述动力仓内设有动力电机，所述动力电机连接有动力轴，所述上层螺杆、下层螺杆、动力轴外面套有同步带。
所述加热装置的数量为3-5个。
所述下层防护轴承位于上层防护轴承的下方。
所述上层防护轴承、下层防护轴承均为深沟球轴承。
本发明的有益效果为：
本技术方案通过在螺杆外面套有防护轴承，可以有效的对螺杆进行保护，从而延长螺杆的使用寿命，另外由于进料料斗位置比较高，人工送料十分不便，安装自动上料机后，大大提高了生产效率，设备整体结构合理、稳固，实施效果好，利于大范围推广使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明双螺杆挤出机的结构示意图；
图中：1-混合机，2-双螺杆挤出机，3-推进仓，4-传送仓，5-动力仓，6-加热装置，7-进料料斗，8-自动上料机，9-输送机仓，10-上料螺杆，11-上料电机，12-上层螺杆，13-下层螺杆，14-上层防护轴承，15-下层防护轴承，16-动力电机，17-动力轴，18-同步带。
具体实施方式
一种基于氧化生物降解添加剂的机理与制备方法，包括混合机1、双螺杆挤出机2；双螺杆挤出机2包括推进仓3、传送仓4、动力仓5，推进仓3、传送仓4相通，传送仓4、动力仓5相通，推进仓3外表面设有加热装置6，推进仓3顶部设有进料料斗7，进料料斗7一侧设有自动上料机8，自动上料机8包括输送机仓9，输送机仓9内设有上料电机11及与上料电机11连接的上料螺杆10；
推进仓3内设有上层螺杆12、下层螺杆13，上层螺杆12、下层螺杆13贯穿推进仓3且另一端位于传送仓4内，上层螺杆12外面套有上层防护轴承14，下层螺杆13外面套有下层防护轴承15，动力仓5内设有动力电机16，动力电机16连接有动力轴17，上层螺杆12、下层螺杆13、动力轴17外面套有同步带18。
加热装置6的数量为3-5个，本实施例以3个为例，实际中可根据需要进行设置。
下层防护轴承15位于上层防护轴承14的下方。
上层防护轴承14、下层防护轴承15均为深沟球轴承。
实施原理：氧化生物降解塑料技术是采用在通用高分子材料中添加降解促进剂（氧化生物降解母粒），使塑料在光或/和热作用下，在有氧的条件下进行氧化反应，生成酮类亲水氧化物，然后长链断裂，生成羟酸、醛和酮基团。随着塑料长链被打断，分子量降低，憎水性转变为亲水性，氧化后的中间产物，如果继续在光或/和热作用下进行氧化反应，最终的氧化产物为二氧化碳和水。假如在氧化降解的同时又有微生物的存在，那么只有发生少许氧化降解，就可产生生物降解。也就是说，生物降解和氧化降解几乎同时发生，同时存在。生物降解的最终产物也是二氧化碳和水。
聚乙烯和聚丙烯的光热降解可追溯到20世纪后半叶，主要目标是解决它们的生物降解问题。研究的重点放在通过引入官能团使聚烯烃在光热作用下产生亲水的过氧化物，并切断长链。在光热、氧气和氧化促进剂的作用下，长链被切断，大分子被氧化是其主要的反应。
经过热氧化降解，含有氧化促进剂的聚乙烯的分子量显著减小，氧化后的产物包含羧酸，酮，内酯和小分子量的碳氢化合物。用化学发光法分析聚乙烯的热氧化反应，发现最初的产物是酮类亲水的过氧化物，然后长链断裂，并同时生成羧酸、醛和酮基团。聚烯烃的氧化降解产生的羰基类产物可用红外光谱仪来检测。羰基的产生和增加显示了聚合物分子量地降低。羰基指数和聚合物分子量的变化有关联。氧化降解后的产物，如羧酸，即使没有进一步的生物降解，它也可以继续氧化降解，最终氧化为二氧化碳和水。
通过研究分子量和真菌生长的关系，发现聚乙烯无法被生物降解。但假如聚乙烯的分子量小于500，它们可以被微生物分解。35年前英国阿斯登大学的多学科联合小组证实：虽然普通商用聚乙烯无法生物降解，但加了氧化促进剂的聚乙烯在光的作用下发生降解，可以被生物吸收。有研究显示，分子量为28,000的高密度聚乙烯能被生物降解[14]。对较厚的聚乙烯板的研究发现，光降解后，mw为40,000时，聚乙烯板的表面发生了生物降解。在聚乙烯板表面生成的氧化降解的低分子量产物首先被生物降解。在这种情况下，生物降解的速度取决于氧化降解的速度。进一步的研究发现，只要发生少许非生物降解，就可产生生物降解。也就是说，生物降解和非生物降解几乎是同时发生，同时存在，并相互促进。
可降解聚烯烃的生物降解速率取决于非生物降解速率，它们在土壤中的矿物化速率较小。现有的用于（水化）生物降解塑料的试验方法在测试氧化降解塑料的矿物化速率时，测试精度受到了环境和空白试样的影响。研究者于是设计了一种合适的试验装置和测试方法来测试氧化生物降解塑料的矿物化速率。研究显示，氧化降解后的低密度聚乙烯样品在土壤中的微生物作用下，发生了显著的生物降解。经过18个月的生物降解，矿物化率达到50%~60%。
氧化生物降解性能研究分为三大部分，第一部分是氧化降解性能的研究。其中包括热氧化降解性能研究和光热氧化生物降解性能研究。第二部分是氧化降解产物的生物降解性能研究。其中包括二氧化碳释放试验和获得性生物降解性能试验。第三部分是氧化降解产物对环境的影响性研究。包括水芹和大麦种子发芽和生长试验、蚯蚓和水蚤毒性试验和细菌活力试验。
实施过程：
首先将原料按照按重量份进行配置：淀粉70-95份、聚（对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）酯5-30份、增塑剂30-50份、相容剂0.5-3份、引发剂0.05-2份、疏水改性剂0.5-5份、润滑剂0.1-0.6份、抗氧剂0.1-0.5份、填料0-20份。
然后将原料放进混合机进行混合，时间为3-5小时，然后再放入双螺杆挤出机中熔融共混、挤出、拉条、造粒，挤出温度为90-160℃，螺杆转速60-300rpm，螺杆长径比l/d为40-50:1。
试验过程：获得性生物降解性试验参考法国行业准则act51-808“塑料–薄膜类聚烯烃材料氧化生物降解的评估方法和要求”。试验采用atp（三磷酸腺苷）法对氧化生物塑料的生物降解性能和毒性进行评估。三磷酸腺苷（atp）是地球上所有生命体的能量传输分子。所有生命体要维持细胞的整体性，生物生存和裂变等生物功能，都依赖atp的能量。atp是微生物所必需的分子，它的数量直接和活细胞的数量相关。
试验结果发现：（1）在180天的试验期内，含有氧化后塑料的试样内，三磷酸腺苷（atp）含量为空白组atp含量的3倍以上。该结果表明氧化后的塑料能被微生物作为养分；（2）在试验期内，含有氧化后塑料的试样内的单磷酸腺苷（amp）和三磷酸腺苷（atp）之比小于3（为2.3）。该结果表明氧化后的塑料能给微生物提供足够的能量，证明细菌处于能量旺盛的水平；（3）180天试验结束时，所用细菌群体在（27±1）oc培养箱内培养几天后能看得见，活力测试显示阳性。证明聚烯烃材料对微生物没有毒性，细菌在经过含有氧化后聚乙烯样品的培养基中6个月后，增加了繁殖的能力。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。