[发明专利]一种廉价可降解聚合物复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种廉价可降解聚合物复合膜的制备方法，该方法包括：（a）将生物质炭、聚合物和水充分混均后成膜，所述聚合物选自聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸中的任意两种或两种以上；（b）初步交联：对步骤（a）得到的膜进行若干次冷冻‑解冻循环处理；（c）二次交联：将经步骤（b）处理的膜用酸液浸泡，即得到所述的复合膜。与现有技术相比，本发明方法制备过程操作简单、原料易得、成本低，所制备的复合膜具有优良的拉伸、透湿、吸湿性、吸附重金属离子能力以及可完全降解性，易回收再利用。本发明的复合膜可以应用在包装、农业等方面，代替传统塑料薄膜降低环境污染。

技术领域

本发明属于薄膜领域，具体涉及一种廉价可降解聚合物复合膜的制备方法。

背景技术

塑料是通过加聚或缩聚反应这种材料质量轻、耐化学腐蚀、具有光泽，透明或部分透明、加工容易。与此同时，这种材料也很诸多致命缺点，比如耐热性差，易于老化，容易燃烧，燃烧时产生有毒气体，难降解，降解的产物（微塑料）会对水体和土壤造成污染。据统计，2018年全球塑料的年总用量已经达到5亿多吨，每年的塑料废弃量大概在2.6-3亿吨，而且这个数量还在以每年8%的速率增长。另外，据有关学者研究，带正电荷和负电荷的纳米级塑料都可以在陆生植物根部聚集，从而阻碍幼苗发育，破坏植物生长。因此，为了能最大限度地解决石油能源消耗以及废弃塑料所带来的污染等问题，可降解生物质基塑料的研发引起了越来越多学者的关注，这不仅能满足人类日常的生活需求，而且也减轻了地球的污染负担。

聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺（PAM）、聚丙烯酸(PAA)等是可完全生物降解的高分子聚合物，它们都具有很好的耐油性和成膜性，其制备的薄膜具有的抗撕裂性、耐磨性、抗氧性、耐化学腐蚀性等，可在一定条件下被生物降解，具有广泛的应用前景。

生物质炭是利用生物质残体在缺氧环境中经过热化学反应形成的富碳产物(生物质炭70%以上为碳元素，主要元素还有H，O，N，S 等，根据原料的不同，还含有K，Ca，Fe，Na等元素)。 不仅来源广、储量大，而且是一类十分宝贵的绿色资源。在较高炭化温度下，生物质炭的灰分含量、比表面积、吸附性、碱度、逐渐增加，而含氧基团减少，酸性降低，可以很好的减小土壤酸度，适合用于吸附重金属。生物质炭可以与重金属离子相互作用产生沉淀，并且利用自身还原性将有毒害的高价离子还原为无毒害的低价离子；生物质炭因其良好的空气净化、土壤修复、污染治理功能等而受到广泛关注。柚子皮，约占整颗柚子重量的44％～54％,通常被直接丢弃，造成了很大的浪费，其主要成分是纤维素、木质素、半纤维素、果胶和水分，同时也含有少量的蛋白质和水溶性淀粉，其中纤维素对生物质炭的比表面积和孔容贡献最大，且其表面含有大量的活性官能团，可与某些离子通过离子交换、螯合和络合等方式结合。因此柚子皮可作为一种新型的吸附材料加以开发和利用，设法利用这种植物果皮中的纤维素和木质素作为制备活性炭的主要原料成分，使其变废为宝，具有重要意义。

专利CN106947157A公开了一种可降解纳米保水地膜，该可降解纳米保水地膜由如下重量份数的组分制备而成：纳米CaCO3 10～15份、纳米TiO2 5～10份、聚乙烯醇10～20份、聚丙烯15～25份、聚乳酸2～3份、秸秆生物质炭12～27份、MP3005保水剂10～20份、EM扩大液3～5份、糖蜜1～3份、复合增塑剂15～26份、生物降解促进剂5～12份、光引发剂2 .8～5份和淀粉胶黏剂1～5份。该地膜组分过多，难以回收再利用，制备过程需要经历较长时间的发酵处理且操作复杂。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种原料易得、制备简单、成本低廉的可降解聚合物复合膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：。

一种廉价可降解聚合物复合膜的制备方法，包括：

（a）将生物质炭、聚合物和水充分混均后成膜，所述聚合物选自聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸中的任意两种或两种以上；