[发明专利]一种自然条件下易降解的高分子包装材料及其制备方法

说明书

一种自然条件下易降解的高分子包装材料及其制备方法，属于高分子新材料的制备技术领域。本发明包括以下原料：聚乙烯、磷酸化二淀粉磷酸酯、纳米氧化铜模拟酶、微生物营养添加剂、马来酸酐接枝聚乙烯、硬脂酸盐、水滑石、甲基乙烯基醚马来酸酐共聚物、糖精钠、混合多元醇、混合多元酸、相容剂、增塑剂和抗氧化剂；利用高能球磨力反应器对高分子、纳米粉体进行绿色低能耗的相容性改性，通过熔融挤出、吹塑成膜，制得易降解高分子包装材料。本发明所得产品性能优良、成本低廉、生产工艺简单、能诱导多重因素协同作用，可迅速在自然环境中降解。

技术领域

本发明涉及一种自然条件下易降解的高分子包装材料及其制备方法，具体涉及易降解绿色聚乙烯包装材料技术领域，属于高分子新材料的制备技术领域。

背景技术

全世界每年的塑料制品消耗量巨大，由于塑料制品的物理化学结构稳定、在自然环境中可能数十至数百年不会被分解。如何使普通塑料的内在寿命和使用寿命有效地结合起来，使不能或不易降解的塑料在使用后获得易降解性能，是人类既能继续使用廉价、轻质、高比强度、卫生的塑料制品，又能避免废弃塑料造成的白色污染的关键。

现有的天然降解高分子材料通常价格较高、强度有待加强，通过改性获得降解性高分子复合材料是经济可行的技术路线，现有的共混改性得到的复合高分子材料，存在以下缺陷：降解能力不强、生产工艺复杂、采用大量高成本全降解原料，如聚乳酸、聚酯等，导致生产成本高、市场竞争力不强。另外，也存在可降解程度和机械加工性能无法平衡等缺陷，很难与长期占据市场的现有塑料产品竞争，是现有可降解塑料进入市场的主要障碍。

固相力化学反应，是利用机械能诱导材料的结构及性能的变化来制备新材料或对材料进行表面改性处理的一种技术。机械力作用于固体物质时，不仅能引发劈裂、折断、变形、颗粒微细化等物理变化，而且随颗粒的尺寸逐渐变小、比表面积不断增大，产生能量转换，其内部结构、物理性质以及化学反应活性也会相应地产生变化。利用固相应力场的作用，可以诱导引发常规化学方法难以或无法进行的化学反应，能制备一般化学方法和加工手段不能得到的具有特殊性能的材料。固相力化学反应是一种高效、环保且成本低廉的高分子材料的改性手段，可实现超细粉碎与表面改性的同步进行。

另外，酶是高效的生物催化剂，生物体内各种复杂的化学反应能在温和条件下迅速进行, 根本原因是生物体内存在着各种形式的酶催化反应，其反应速率通常要比普通的无机、有机催化反应高10⁷～10¹³倍。大量研究结果表明, 酶的催化活性取决于酶的活性中心，多种酶的活性中心表明和元素铜相关，纳米氧化铜不仅有模拟酶催化的功能，也是优良的可见光催化剂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种自然条件下易降解的高分子包装材料及其制备方法，其以价廉的聚乙烯为高分子基体，通过添加活性成份和球磨改性，得到改性聚乙烯复合材料，复合材料能引发自氧化降解、热氧降解、自由基降解、光降解、亲水降解、生物降解等多种方式协同进行降解，使制品中的合成高分子链断裂，形成大量含氧亲水基团，内部结构较原有结构增加较多的空隙，易于水汽、氧气、光和微生物的进入，从而进一步引发降解，最终快速生成二氧化碳、水和腐殖质，进入自然界碳循环，完成降解。