[发明专利]一次性使用可控完全降解塑料包装袋及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于塑料包装袋及其制备技术领域，特别涉及一种一次性使用可控完全降解塑料包装袋及其制备方法。

背景技术

目前常用的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)塑料包装袋由于质量轻、价格低廉、使用便捷等优点被广泛应用于人们的日常生活中。但是它在丰富和方便人民生活的同时，由于其主要成分在自然环境中难以分解，因而造成了严重的“白色污染”问题。随着社会的可持续发展，生态环境问题已经被各国政府提高到了发展战略的高度，而研究和开发可完全生物降解塑料是解决塑料包装袋废弃物带来的“白色污染”问题的重要途径。

聚乙烯醇(PVA)因具有多羟基、强氢键等特点，被赋予很多优异的性能；同时它还可通过非石油化工路线合成的，故而在石油资源日益枯竭的背景下，这种材料更具有重要的应用价值。根据专家预测，未来几年全球PVA薄膜产量的年平均增长率将达到8～10％。与其它薄膜相比，PVA薄膜不仅具有高透明性、耐油性、气体高隔阻性和不同程度的水溶性，更为重要的是，PVA在湿环境中有细菌存在的条件下6个月内可以完全分解成水和CO₂，是完全生物降解材料(Corti A，Solaro R，Chiellini E.Biodegradation of poly(vinylalcohol)in selected mixed microbial culture and relevant culture filtrate[J]Polymer Degradation Stability，2002，75(2)：447-458.)。但是PVA的降解对降解环境要求较高，使降解速度还是显得相对较慢，且无法人为控制。不仅如此，还由于PVA树脂的熔点相对较高，一般在210～280℃，而其的热降解温度又较低，即在170℃左右PVA就会开始脱水醚化，继续升温则会逐渐变色热降解，因而PVA的这种性质使得其难以进行熔融加工。为了解决PVA树脂熔点高于其热降解温度的问题，现有技术一般是通过添加增塑剂来降低其熔点。如JP77110782就公开了在PVA薄膜成分中添加含量大于40％的水作为增塑剂来降低PVA的熔点，使其在低于热分解温度的条件下实现吹塑成膜。但是由于该体系中存在大量的水，导致挤出的树脂容易起泡，薄膜无法均匀成型。而CN 1368515A则选择了一种可聚合的酰胺类单体作为补充增塑剂(添加量为0-5份)，以控制树脂中的水分多以结合态存在，从而有效降低了PVA树脂的加工温度，但是这种酰胺类单体增塑剂有一定的毒性，不适宜接触食品和环保产品，并且其中还需同时添加有高达25重量份的小分子增塑剂。众所周知，大量添加增塑剂往往会降低薄膜的力学性能，而且这类薄膜在放置一段时间后，增塑剂会在薄膜表面析出，这些析出的化学试剂不可避免会污染被包装物。

淀粉是一种天然可再生材料，其资源丰富、价格低廉，且容易受到微生物侵蚀，最后代谢为水和二氧化碳，因而具有优良的生物降解性能，适用于作为生物降解材料的原料成分。而以其所形成的淀粉基降解塑料是目前最有发展前景的一类可降解塑料，它在包装领域中显示出巨大的发展前景。Maddever研究后提出，淀粉基聚合物的降解包括两个过程：一方面，淀粉被微生物侵蚀，逐渐降解消失，并在聚合物中形成多孔破坏结构，导致聚合物表面积增大，从而有利于聚合物进一步自然分解；另一方面，淀粉降解可以促发促氧化剂和自氧化剂的作用，能切断高分子链，使聚合物的相对分子量不断减小到可被微生物代谢的程度。这两个过程相互促进，使淀粉基聚合物的降解速度加快(Maddever W J，Chapman G M.Modified starch based biodegradable plastics[C].Annual Technical Conference Society of Plastics Engineers，1989：1351-1355.)。