[发明专利]一种可生物降解聚合物组合物及其应用

说明书

本发明公开了一种可生物降解的聚酯组合物，其特征在于，按重量份计，包括如下组分:i）58重量份~80重量份的脂肪族‑芳香族共聚酯；ii）20重量份~32重量份的淀粉；iii）0~10重量份的加工助剂。本发明通过研究意外的发现，以芳香族羧酸占二酸的总量为44摩尔%~48摩尔%的脂肪族‑芳香族共聚酯为基体树脂，且所述脂肪族‑芳香族共聚酯结晶峰宽度D为5℃~16℃，以粒径D（50）为2μm~12μm的淀粉作为另外一相，同时，添加特定含量的加工助剂，制备得到的聚酯组合物具有优异的横纵向撕裂强度，并且所述聚酯组合物满足工业堆肥，在12周的降解测试过程中，生物降解率达到90%以上。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种可生物降解聚合物组合物及其应用。

背景技术

可生物降解聚酯是以生物资源为原料的一类高分子材料，相对于以石化资源为原料的石油基高分子，可生物降解聚酯能够在生物或生物化学作用过程中或生物环境中发生降解，是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好的降解材料之一。

目前以脂肪族聚酯或脂肪族-芳香族共聚酯为基础树脂的聚酯组合物，广泛应用于购物袋、厨余垃圾袋等领域。而薄膜的纵横向撕裂性能则是评估所制备的购物袋、厨余垃圾袋等产品性能优劣的重要指标。如中国专利CN 101522797 B所述，市场上目前存在的基于淀粉的可生物降解的袋子的一个缺陷在于缺乏机械性能的均一性，特别是在横向和纵向的撕裂强度。由基于淀粉的可生物降解聚酯组合物制备的薄膜在厚度18μm~20μm的情况下，所述的膜仍过于柔顺或者过于脆性，以致不能经受住一定极限重量。这些性能方面的局限性在低湿度条件下，由于组合物中水分的缺失而尤为明显。

中国专利CN 101522797 B通过选用平均尺寸小于0.3μm的淀粉作为分散相，以模量大于1000MPa的刚性且脆性的聚合物作为另外的分散相；同时，通过将所述组合物在这种减小的温度和剪切条件的挤出机或其他机器中加工，而获得小颗粒尺寸的淀粉分散相和典型层状结构的刚性且脆性的聚合物的分散相。上述方法虽然很好的提升了材料纵横向撕裂性能的均一性，但存在如下问题，以纳米淀粉作为分散相，一方面由于淀粉颗粒小而易发生团聚，为了解决尺寸稳定性问题，需要特定的加工设备和加工工艺，不具有普适性；另一方面，纳米淀粉较普通尺寸的淀粉价格更高，导致产品性价比偏低。

中国专利CN 102639594 B采用芳族酸的含量为二羧酸总摩尔含量的48至70摩尔%的脂族-芳族共聚酯为基础树脂，以平均尺寸为1μm的淀粉作为分散相，也在一定程度上提升了聚酯组合物的机械性能。

中国专利CN 102597105 B报道了，目前市售的聚酯通常具有小于48摩尔%的芳香族羧酸的量，因为在该阈值以上，这类聚酯的生物降解百分比会显著降低，在工业堆肥或家庭堆肥的条件下，难以有效的降解。

Muller等人（Angew. Chem.， Int. Ed (1999)，38,1438-1441）中报道了对苯二甲酸的摩尔分数为42%的聚丁二酸己二酸酯—共聚—对苯二甲酸酯类型的共聚物在堆肥中在12周内完全生物降解，而具有51%的对苯二甲酸酯摩尔分数的产物具有低于40%的生物降解百分比。

中国专利CN02804139.9报道了为了遵循CEN 13432方法的可生物降解的特性，对于可生物降解的脂肪族-芳香族聚合物，含有对苯二甲酸的量（基于总酸的摩尔数）必须不超过55%，优选不超过50%。

本发明通过研究意外的发现，以芳香族羧酸占二酸的总量为44摩尔%~48摩尔%的脂肪族-芳香族共聚酯为基体树脂，且所述脂肪族-芳香族共聚酯结晶峰宽度D为5℃~16℃，以粒径D（50）为2μm~12μm的淀粉作为另外一相，同时，添加特定含量的加工助剂，制备得到的聚酯组合物具有优异的横纵向撕裂强度，并且所述聚酯组合物满足工业堆肥，在12周的降解测试过程中，生物降解率达到90%以上。

发明内容