[发明专利]一种兼具保温和光-生物双降解塑料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种兼具保温和光‑生物双降解塑料及其制备方法和应用，按重量份数计，其原料包括：可生物降解高分子材料50‑90份，增强剂5‑40份以及疏水缔合聚合物修饰的MXene二维材料1‑20份。本发明提供的兼具保温和光‑生物双降解塑料结合了MXene二维材料的光热转化性能、氧化产物的光催化降解功能和可生物降解高分子材料的生物降解性，在用于保温地膜在发挥完保温作用后，可在自然环境中自然降解。同时该塑料可通过调节MXene二维材料与可生物降解高分子材料的质量比，调节其光热转化性能及降解的时间周期，以满足不同作物的耕种需求。

技术领域

本发明涉及可降解塑料领域，具体涉及一种兼具保温和光-生物双降解塑料及其制备方法和应用。

背景技术

塑料制品在方便人们日常生活的同时，也带来了严重的污染问题，大部分塑料制品在完成使命之后，被遗留在环境中造成严重的“白色污染”。随着塑料制品消费量不断增加，预计到2050年全球将有120亿吨的废弃塑料，这些废弃塑料中约有一半属于一次性塑料制品，难以降解且不易回收，长期存在于环境中，不仅污染着土壤、江河和海洋，甚至最终通过食物链回到人体，对人体健康造成严重威胁。焚烧和填埋虽然在一定程度上减少了环境中的废弃塑料，但是某些不可见的污染也成为了人类健康的杀手。因此开发可降解塑料被认为是从根本上解决“白色污染”的有效途径。

降解塑料按照降解方式大致可分为光降解塑料、生物降解塑料、光-生物双降解塑料以及水降解塑料四大类。在这其中，结合了光降解和生物降解的光-生物双降解塑料是一种比较理想的降解塑料，拥有较快的降解速率，通常为其他降解塑料降解速率的5倍以上，且降解产物环保无污染。然而，目前市面上的光-生物双降解塑料相对较少，其主要受限于缺少合适的材料同时实现光降解和生物降解。因此，开发光-生物双降解塑料依然是降解塑料研究的重点。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种兼具保温和光-生物双降解塑料。该双降解塑料结合了MXene二维材料的光热转化性能、氧化产物的光催化降解功能和生物降解塑料的生物降解性，在用于保温地膜发挥完保温作用后，可在自然环境中快速降解。

本发明的第二个目的在于提供一种兼具保温和光-生物双降解塑料的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种可降解的保温地膜。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明提供一种兼具保温和光-生物双降解塑料，按质量份数计，其原料包括：可生物降解高分子材料50-90份，增强剂5-40份以及疏水缔合聚合物修饰的MXene二维材料1-20份。

其中，传统光敏剂可加工性较差，难以与生物降解高分子材料直接混合加工，MXene二维材料具有良好的光热转化效果，可以作为光降解的光敏剂，但MXene的二维纳米片结构与生物降解高分子材料更难以直接混合加工，本发明在其表面修饰疏水缔合聚合物，赋予MXene二维材料较好的加工性能，同时不影响MXene光热转化效果。

可选地，所述MXene二维材料的平均直径为纳米级，包括但不限于1-1000纳米，50-800纳米，100-500纳米，200-300纳米等。

可选地，所述兼具保温和光-生物双降解塑料的原料包括：可生物降解高分子材料65-75份，增强剂25-30份以及疏水缔合聚合物修饰的MXene二维材料2-4份。

可选地，所述疏水缔合聚合物修饰的MXene二维材料中，疏水缔合聚合物与MXene二维材料的质量比为1:1-10；优选为1:1-5；更优选为1:1。

可选地，所述MXene二维材料为碳化钛纳米片、碳化钒纳米片、碳化钽纳米片和碳化铌纳米片中的任意一种或两种及以上的组合；优选为碳化钛纳米片。