一种PET生物降解片材及生产工艺的制作方法

一种pet生物降解片材及生产工艺
技术领域
1.本技术涉及高分子材料的技术领域，更具体地说，它涉及一种pet生物降解片材及生产工艺。


背景技术：

2.pet塑料分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，故而具有较高的成膜性和成性。pet是乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物，表面平滑而有光泽。耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦性好，磨耗小而硬度高，因此，广泛应用于吸塑、胶盒、印刷、烫金、食品、医疗器械及生活用品类包装产品领域。
3.通常废弃的pet塑料回收后，采用埋土法进行降解，但是由于pet塑料具有耐候性好、抗化学药品稳定性好等，使得废弃的pet塑料不容易降解，并且pet塑料在自然环境中降解时间高达百年之久，因此，导致大量的废弃的pet塑料堆积，从而污染环境。


技术实现要素：

4.为了加快pet塑料的降解速率，本技术提供一种pet生物降解片材及生产工艺。
5.第一方面，本技术提供一种pet生物降解片材，包括以下重量份原料制得：pet：70-90份厌氧塑料降解剂：10-20份爽滑耐磨母粒：5-10份抗粘连剂：5-10份扩散油：0.1-1份染料：0.1-1份。
6.上述原料组成和原料的用量均为本技术较佳方案，上述中的厌氧塑料降解剂为生物降解剂，化学名称为聚乳酸与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共混物，由于含有聚乳酸是由淀粉原料制成，因而具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利；而聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯不仅具有较好的断裂伸长率、耐热性以及冲击性，而且还具有优良的生物降解性，故此，通过聚乳酸与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯得到的共混物(厌氧塑料降解剂)具有较好的冲击性以及生物降解性。因此，本技术通过在pet中加入厌氧塑料降解剂，使pet获得较好的生物降解性和，提高pet生物降解片材的生物降解速率，减少废弃的pet生物降解片材环境污染。
7.爽滑耐磨母粒是一种具有爽滑、耐磨、耐刮的母粒，主要成分如下：70％pet、10％抗刮花助剂、10％开口剂、10％润滑剂，具体生产厂家见表1，其中，抗刮花助剂为纳米二氧硅，开口剂为开口剂ab905，润滑剂为聚酯蜡、蒙旦蜡、pe蜡或ptfe蜡。通过加入爽滑耐磨母粒可以提高pet生物降解片材的加工性，且使pet生物降解片材具有较好的耐刮性、耐磨性。
8.抗粘连剂是一种是以聚酯为基材，采用高效爽滑剂和高分散的抗粘连剂复配而成
的爽滑抗粘连改性母料。抗粘连剂颗粒在表面形成凸起，减少了材料与设备的接触面，提高生物降解片材原料体系的加工流动性，减少pet生物降解片材的原料黏附于加工设备上，提高加工效率。
9.扩散剂具有较好的扩散作用和分散作用，进而能够提高pet生物降解片材原料体系的分散性和加工性，使得厌氧塑料降解剂在pet生物降解片材原料体系中充分混合均匀，提高pet的降解性。染料为rr蓝染料使pet生物降解片材表面富有色彩。
10.优选的，所述厌氧塑料降解剂的熔融指数为5-9g/min。
11.上述的熔融指数采用的是iso1133标准检验方法进行检测，选用以上范围(5-9g/min)的熔融指数，能够使得厌氧塑料降解剂具有较好的加工流动性，进而使厌氧塑料降解剂与pet生物降解片材原料体系充分混合均匀，提高pet生物降解片材的降解速率。
12.优选的，所述抗粘连剂的特性粘数为0.65-0.75dl/g，密度为0.80-0.90g/cm3。
13.通过选用特性粘数为0.65-0.75dl/g，密度为0.80-0.90g/cm3的抗粘连剂，使抗粘连剂具有较好的抗粘性，进而减少pet生物降解片材出现粘结的现象。
14.优选的，所述pet的密度为1.394-1.396g/cm3，百粒重为1.45-1.65g。
15.通过选用上述密度范围和百粒重量范围，使得pet具有较好的耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦性等。同时使得pet容易进行加工成型。
16.优选的，该生物降解片材还包括8-12份降解填充剂。
17.为进一步提高pet生物降解片材降解性，且使得pet生物降解片材获得较好的冲击性能和加工性能(pet塑料生产的片材硬度较大，热变性温度高，导致其加工性低)，因此本技术通过加入降解填充剂，该填充降解剂是一种可生物降解的填充料，具有良好的生物降解性，且容易填充于pet生物降解片材原料体系中，进一步pet生物降解片材的韧性和降解性，进一步缩短pet生物降解片材的降解时间。
18.优选的，所述降解填充剂由以下重量份原料制得：壳聚糖2-3份丙烯酸乳液8-12份海藻纤维1-3份氧化纤维素1-3份胶原蛋白粉0.5-0.8份。
19.上述中，采用以上原料进行复合，不仅能够进一提高pet生物降解片材的降解性，同时还能够提高pet生物降解片材的柔韧性，使其表面光滑细腻以及美观。
20.其中，壳聚糖、海藻纤维、氧化纤维素、胶原蛋白纤维均具有良好的生物相容性，当复合使用时，能够更好地促进pet生物降解片材进行降解，且能够提高pet柔韧性。但是与tpe的结合性差，因此，本技术通过加入丙烯酸乳液，该丙烯酸乳液是由丙烯酸酯类单体共聚而成的乳液，具有较好的粘附力，进而能够粘附于壳聚糖、海藻纤维、氧化纤维素、胶原蛋白纤维表面上，同时丙烯酸乳液还具有较好的柔韧性和抗污性等，使制得的降解填充剂具有较好的粘附性和抗污性，当用于填充tpe塑料使，使壳聚糖纤维、海藻纤维、氧化纤维素、胶原蛋白纤维与pet生物降解片材原料体系的相容性和粘接稳定性，且使pet生物降解片材具有良好的柔韧性、生物降解性以及抗污性，使得制得pet生物降解片材容易加工成包装外壳，减少废弃的包装外壳环境污染。
21.优选的，所述丙烯酸乳液为改性丙烯酸复合乳液，该改性丙烯酸复合乳液包括以下步骤：1)、按照重量份计，称取6-8份丙烯晴、3.5-4.5份丙烯酸异辛酯、1-3份十八烷酯、0.1-0.3份op-10以及100-150份水，混合均匀，通过氮气，加热至60-70℃，反应1-1.5h，得到混合料a；2)、按照重量份计，称取0.2-0.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯，加入至1)得到的混合料a中,再加热至72-78℃，滴加0.01-0.03份过硫酸胺，反应0.5-0.8h，再加入0.3-0.6份鳔胶和0.1-0.3份海藻酸钠，反应25-35min，降温至45-55℃，得到混合料b；3)、按照重量分计，加入0.1-0.3份eva乳液，搅拌5-10min，加入氨水调节ph值至7-8，升温至80-85℃，减压脱水，将得到的固体溶解于水中，该固体与水的重量份之比为(7-9):20，得到改性丙烯酸复合乳液。
22.上述制备方法中，通过丙烯晴、丙烯酸异辛酯、十八烷酯作为丙烯酸乳液的聚合单体，在op-10作为加入华剂的基材下进行聚合，得到混合料a，其中丙烯晴为柔性单体、丙烯酸异辛酯为硬单体，而十八烷酯长链单体，通过以上三种单体进行复合，得到的丙烯酸乳液(混合料a)粘附性更好；进一加入甲基丙烯酸缩水甘油酯与混合料a进行接枝，该甲基丙烯酸缩水甘油酯为丙烯酸乳液的功能性单体，能够进一步提高丙烯酸的粘附性。
23.在过硫酸胺的引发作用下，而通过加入鳔胶，该鳔胶是一种粘合剂，具有较好的粘合性，同时加入提海藻酸钠具有粘附性和增稠性，通过鳔胶、海藻酸钠与混合料a进行复合(或接枝)，提高制得的改性丙烯酸复合乳液的粘附性和降解性。
24.而eva乳液具有较好粘接性，与混合料b复合后能够提高改性丙烯酸复合乳液的粘附性、以及降解性等。
25.综上，通过采用丙烯晴、丙烯酸异辛酯、十八烷酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、鳔胶、海藻酸钠以及eva乳液制得的改性丙烯酸复合乳液具有较好的粘附性、降解性，使制得的降解填充料能够紧密与pet生物降解片材原料体系进行相容性，进而使得pet生物降解片材更容易降解，且柔韧性更好，手感更顺滑等，减少废弃的pet生物降解片材环境污染。
26.优选的，所述厌氧塑料降解剂包括以下步骤制得：按照重量份计，称取壳聚糖、氧化纤维素、胶原蛋白粉、海藻纤维混合均匀，再加入丙烯酸乳液，在转速800-1200r/min下，进行搅拌0.5-1h，升温至55-65℃，减压脱水，烘干，粉碎，过筛100-200目，得到降解填充料。
27.通过以上制备方法，具有生产效率高、操作简单，制得的降解填充料容易填充于pet生物降解片材原料体系中，且与pet生物降解片材原料结合紧密，进而提高pet生物降解片材的降解性和柔韧性，使其更容易进行加工。
28.第二方面，本技术提供一种pet生物降解片材的生产工艺，包括以下步骤：按照重量份计，将pet加热至160-180℃，烘干3-5h，得出烘干pet，称取烘干pet、爽滑耐磨母粒、抗粘连剂、厌氧塑料降解剂、扩散油、染料，混合均匀，挤出，压延，得到pet生物降解片材。
29.上述中制备方法具有操作简单，生产效率高，且制得的pet生物降解片材具有较好的降解效果，且柔韧性好，容易进行加工成型，同时还具有耐磨防刮性，减少制得的包装制品产生划痕。
30.优选的，还包括填充降解剂，将填充降解剂与烘干pet、爽滑耐磨母粒、抗粘连剂、厌氧塑料降解剂、扩散油、染料，混合均匀后，再进行挤出，压延，得到pet生物降解片材。上述中，通过加入填充降解剂，进一步提高pet生物降解片材的降解速率，减少垃圾堆积。
31.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术通过加入厌氧塑料降解剂具有较好的断裂伸长率、耐热性、冲击性以及生物降解性，使pet获得较好的生物降解性，提高pet生物降解片材的生物降解速率，减少废弃的pet生物降解片材环境污染。
32.2、通过采用丙烯晴、丙烯酸异辛酯、十八烷酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、鳔胶、海藻酸钠以及eva乳液制得的改性丙烯酸复合乳液具有较好的粘附性、降解性，使制得的降解填充料能够紧密与pet生物降解片材原料体系进行相容性，进而使得pet生物降解片材更容易降解，且柔韧性更好，手感更顺滑等，减少废弃的pet生物降解片材环境污染。
33.3、加入丙烯酸乳液，使制得的降解填充剂具有较好的粘附性和抗污性，当用于填充tpe塑料使，使壳聚糖纤维、海藻纤维、氧化纤维素、胶原蛋白纤维与pet生物降解片材原料体系的相容性和粘接稳定性，且使pet生物降解片材具有良好的柔韧性、生物降解性以及抗污性，使得制得pet生物降解片材容易加工成包装外壳，减少废弃的包装外壳环境污染。
具体实施方式
34.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
35.表1部分原料的来源改性丙烯酸复合乳液的制备例制备例1一种改性丙烯酸复合乳液，包括以下步骤：
1)、称取6kg丙烯晴、3.5kg丙烯酸异辛酯、1kg十八烷酯、0.1kgop-10以及100kg水，放入反应釜中混合均匀，通过氮气，加热至60℃，反应1.2h，得到混合料a；2)、称取0.2kg甲基丙烯酸缩水甘油酯，加入至1)得到的混合料a中,再加热至72℃，滴加0.01kg过硫酸胺，反应0.5h，再加入0.3kg鳔胶和0.1kg海藻酸钠，反应30min，降温至45℃，得到混合料b；3)、加入0.1kgeva乳液，搅拌10min，加入氨水调节ph值至7，升温至80℃，减压脱水，至水份完全脱除得到固体，将固体溶解于水中，该固体与水的重量(kg)之比为8:20，得到改性丙烯酸复合乳液。
36.制备例2-3制备例2-3与制备例1的不同之处在于：原料的用量不用，具体如表2所示；表2对比例1-3的原料用量(kg)降解填充料的制备例制备例4一种降解填充料的制备，包括以下步骤：称取2kg壳聚糖、1kg氧化纤维素、0.5kg胶原蛋白粉、1kg海藻纤维混合均匀，再加入8kg制备例1得到的改性丙烯酸复合乳液，放入高速搅拌机中进行转速1000r/min，进行搅拌0.5h，升温至60℃，进行减压脱水，至水份干燥后得到固体，将固体又放入烘箱中，在50℃下进行3h，再放入粉碎机中进行粉碎，过筛100目，得到降解填充料。
37.制备例5-6制备例5-6与制备例4的不同之处在于：原料的用量不同，具体如表3所示；表3制备例4-6的原料用量(kg)
制备对比例制备对比例1制备对比例1与制备例7的不同之处在于，一种降解填充料的制备，包括以下步骤：称取2kg壳聚糖、1kg氧化纤维素、0.5kg胶原蛋白粉、1kg海藻纤维混合均匀，再加入8kg丙烯酸乳液，放入高速混合机中进行转速1000r/min，进行混合0.5h，再放入粉碎机中进行粉碎，过筛100目，得到降解填充料。
38.制备对比例2制备对比例2与制备例7的不同之处在于，壳聚糖等量替换成氧化纤维素。实施例
39.实施例1一种pet生物降解片材的制备，包括以下步骤：将pet放入170℃的烘箱中烘干3h，得出烘干pet；再称取烘干70kgpet、5kg爽滑耐磨母粒、5kg抗粘连剂、10kg厌氧塑料降解剂、0.1kg扩散油、0.1kg染料，混合均匀，放入挤出机中进行塑化，塑化后的物料，经过分配容器形成上中下三层复合，通过高光三辊压光机冷区和压延物料，制得pet生物降解片材。
40.该挤出机的温度设定为260-280℃，具体如，一区260℃、二区265℃、三区270℃、四区至十一区的温度均为265℃、十二区换网器275℃、十三区模头280℃。高光三辊压光机中的上辊和中辊冷却温度均为35℃，下辊冷却温度45℃。
41.实施例2-3实施例2-3与实施例1的不同之处在于：原料的用量不同，具体如表4所示；表4实施例1-3的原料用量(kg)原料实施例1实施例2实施例3pet708090厌氧塑料降解剂101520爽滑耐磨母粒5810抗粘连剂5710扩散油0.10.51
染料0.10.51实施例4实施例4与实施例1的不同之处在于：还包括8kg降解填充剂，该pet生物降解片材的制备方法如下：将pet放入170℃的烘箱中烘干3h，得出烘干pet；再称取烘干70kgpet、5kg爽滑耐磨母粒、5kg抗粘连剂、10kg厌氧塑料降解剂、0.1kg扩散油、8kg降解填充剂、0.1kg染料，混合均匀，放入挤出机中进行塑化，塑化后的物料，经过分配容器形成上中下三层复合，通过高光三辊压光机冷区和压延物料，制得pet生物降解片材。
42.实施例5-9实施例5-9与实施例4的不同之处在于：降解填充剂的来源和用量不同，具体如表5所示；表5实施例4-9的降解填充剂的来源和用量(kg)对比例对比例1对比例1与实施例1的不同之处在于：厌氧塑料降解剂等量替换成pet。
43.对比例2对比例2与实施例1的不同之处在于：抗粘连剂等量替换成pet。
44.对比例3对比例3与实施例1的不同之处在于：厌氧塑料降解剂等量替换成pla。
45.性能检测试验检测方法/试验方法1、降解率参考astmd5511-2018标准将实施例1-9和对比例1-3得到的pet生物降解片材进行检测，进行埋土45天后，计算其降解速率(按astmd5511-2018标准)，具体数据如表6所示。
46.2、冲击强度将实施例1-8和对比例1-3中塑化后的物料放入模具中进行膜压成型，得到宽度为4mm的样板，按照国家标准gb/t 1843-2008将样板裁切成5个测试样条，其中缺口底部半径为0.25mm，将测试样放置于悬臂梁冲击试验机进行检测，测试后，去掉最低值和最高值，取
中间三个数值的取平均值，保留两位小数，具体数据如表4所示。
47.表6实施例1-9与对比例1-3的实验数据测试项降解率(％)冲击强度(kj/m)实施例17.6255.23实施例27.8260.12实施例37.7456.45实施例49.4468.13实施例59.6471.52实施例69.6170.32实施例78.8565.23实施例88.0662.41实施例98.3663.21对比例11.0254.74对比例26.9550.84对比例34.8643.64从表6可以看出，对比例1-3的降解率都比实施例1的底，说明，说明加入厌氧塑料降解剂能够提高pet生物降解片材的降解速率，当将厌氧塑料降解剂替换成pla时，降解率降低，且冲击性也降低；而不加抗粘连剂时，该pet生物降解片材的降解率和冲击性有所降低。
48.实施例4-9的降解率和冲击强度均比实施例1-3的好，进而说明加入降解填充料后，其pet生物降解片材的降解速率提高；对比实施例7与实施例8和实施例9，可以看出，不加入丙烯酸乳液，该降解率降低，冲击性也降低，说明丙烯酸乳液能够提高降解填充料与pet生物降解片材的相容性和粘结性；并且该实施例4-6的降解效率比实施例7的好，说明采用本技术制备方法得出的改性丙烯酸复合乳液的粘附性更佳。
49.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。