本發(fā)明涉及可降解高分子材料技術領域，具體涉及一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒及其制備方法、應用和應用方法。

背景技術：

塑料作為最廣泛使用的材料之一，已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟諸多領域和人民生活的方方面面，塑料制品如農(nóng)用地膜、包裝袋、塑料餐盒、購物袋等用完后便成了塑料廢棄物，這些塑料廢棄物在自然界中難以降解，形成“白色垃圾”，導致環(huán)境惡化，威脅人類健康。目前，這些“白色垃圾”主要通過填埋、焚燒、回收利用和熱解液化進行處理，這些處理方式費用昂貴，且不可避免帶來二次污染。塑料可降解技術，被認為是最具根治“白色污染”的技術，成為研究開發(fā)熱點。

目前，常規(guī)的塑料可降解技術主要采用合成高分子如合成的聚丁二酸丁二醇酯、聚己內(nèi)酯、聚乙烯醇等來降解塑料廢棄物，存在的不足之處是，現(xiàn)有用于降解塑料廢棄物的合成高分子的成本居高不下。因此，如何尋求一種成本低廉的塑料廢棄物降解方式，無疑是目前緩解“白色污染”的良策。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒及其制備方法、應用和應用方法，采用該應用方法，將該制備方法制得的廢棄生物質(zhì)基降解母粒用于降解塑料，能夠以廢治廢，即能夠用廢棄生物質(zhì)基將無法降解的塑料降解，并制成能使用的環(huán)保膜制品，另外由于該應用方法簡便，原料為廢棄生物質(zhì)基，所以降解塑料的成本低廉。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒，由以下重量份原料制成：

廢棄生物質(zhì)基5-25份、淀粉5-15份、礦粉1-10份、紫外光催化降解劑0.1-3份、助氧化降解劑0.1-2份、可降解樹脂10-45份。

其中，所述廢棄生物質(zhì)基為劍麻渣、甘蔗渣、木薯渣、秸稈、豆桿、稻草、鋸末中的至少一種。

其中，所述淀粉為馬鈴薯粉、山芋粉、木薯淀粉、玉米淀粉中的至少一種。

其中，所述礦粉為微米或納米級別的氧化鋅、氧化鈦、碳酸鈣、硅微粉、氧化鐵、氧化鋁中至少一種。

其中，所述紫外光催化降解劑為過渡金屬和有機配體組成的過渡金屬有機化合物。

其中，所述過渡金屬為鈷、鐵、釩、錳、鋅、鈰中的至少一種。

其中，所述有機配體為硬脂酸、軟脂酸、月桂酸、萘酸、葵酸、異辛酸、草酸、乙酸中的至少一種。

其中，所述助氧化降解劑為食品抗氧化劑和天然有機多元酸中的至少一種。

其中，所述天然有機多元酸為植酸、茶多酚、沒食子酸丙酯、抗壞血酸及其鹽、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、富馬酸中的至少一種。

其中，所述可降解樹脂為丁二酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乙烯醇中的至少一種。

其次，本發(fā)明還提供所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒的制備方法，包括步驟：

將粉粹的廢棄生物質(zhì)基與磷酸鈉、硅酸鈉和水混合，在50-80℃下攪拌2-4 h，加熱至100-120℃并保持0.5-1 h，研磨，過篩200目，即得廢棄生物質(zhì)基粉末，其中，按重量比，廢棄生物質(zhì)基：磷酸鈉：硅酸鈉：水=20-30：3-5：1-5：10-40；

對淀粉進行預處理：超細化處理和增塑處理；

對礦粉進行預處理：超細化處理、表面活化處理和表面改性處理；

將所述廢棄生物質(zhì)基粉末、預處理后的淀粉、預處理后的礦粉、紫外光催化降解劑、助氧化降解劑和可降解樹脂按配方量混合、攪拌、擠出、造粒，即得廢棄生物質(zhì)基降解母粒。

其中，所述對淀粉進行預處理的步驟中：采用甘油和水對淀粉進行增塑處理。

其中，所述對礦粉進行預處理的步驟中：所述礦粉的表面活化處理采用偶聯(lián)劑進行活化，所述表面改性采用長鏈疏水化進行表面改性。

其中，所述偶聯(lián)劑為帶氨基、環(huán)氧基或不飽和雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑。

其中，所述偶聯(lián)劑為KH-550（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）、KH-560（γ-(2，3-環(huán)氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷）、KH-570（γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷）中的至少一個。

其中，所述長鏈疏水化表面改性采用硬脂酸、油酸、十八胺、十六胺、十八烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲基氯硅烷、十八醇、十六醇中的至少一種來與表面活化處理后的礦粉進行長鏈有機化合物反應。

再次，本發(fā)明還提供一種所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解塑料中的應用。

最后，本發(fā)明還提供一種所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解塑料中的應用方法，包括步驟：

將廢棄生物質(zhì)基降解母粒與塑料混合后加入雙螺桿擠出機造粒，吹膜、收卷，制得膜制品。

其中，所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒占廢棄生物質(zhì)基降解母粒和塑料總重量的百分比為10-40%。

其中，所述塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯、醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚苯胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯中的至少一種。

本發(fā)明的一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解塑料中的應用方法的降解原理為：采用目前廢棄在自然界中的廢棄生物質(zhì)基來降解塑料，由于廢棄生物質(zhì)基在自然環(huán)境中，可通過微生物的活動很快實現(xiàn)降解，因此，以廢棄生物質(zhì)基為載體，制備廢棄生物質(zhì)基降解母粒，再將廢棄生物質(zhì)基降解母粒和待降解的塑料制成膜制品，并將該膜制品置于微生物環(huán)境（模擬微生物環(huán)境或自然界的微生物環(huán)境）中，從而誘發(fā)膜制品中的塑料成分降解，最終實現(xiàn)對塑料的降解。

另外，由于制備的膜制品可降解，該膜制品可廣泛使用。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒及其制備方法和應用，首先，采用價格低廉的廢棄生物質(zhì)基作為原料之一，使所制得的廢棄生物質(zhì)基降解母粒的成本低廉；其次，將廢棄的生物質(zhì)基重新利用起來，變廢為寶；最后，所述廢棄生物質(zhì)基降解母粒能降解塑料，且降解成本低，解決現(xiàn)有技術中塑料降解成本高的問題。

本發(fā)明一種廢棄生物質(zhì)基降解母粒的應用方法，首先，該應用方法利用廢棄生物質(zhì)基來降解塑料，以廢治廢，即能夠用廢棄生物質(zhì)基將無法降解的塑料降解；其次，該應用方法制成能使用的環(huán)保膜制品；最后，由于該應用方法簡便，原料為廢棄生物質(zhì)基，所以降解塑料的成本低廉。

具體實施方式

結合以下實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒，由以下重量份原料制成：

甘蔗渣5份、馬鈴薯粉15份、微米氧化鋅10份、鐵-硬脂酸0.1份、植酸0.1份、丁二酸丁二醇酯20份。

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒的制備方法，包括步驟：

將經(jīng)水洗、干燥和粉粹的甘蔗渣與磷酸鈉、硅酸鈉和水混合，在50℃下攪拌2h，加熱至100℃并保持0.5h，研磨，過篩200目，即得甘蔗渣粉末，其中，按重量比，甘蔗渣：磷酸鈉：硅酸鈉：水=20：3：1：10；

對馬鈴薯粉進行預處理：超細化處理、采用甘油和水對馬鈴薯粉進行增塑處理；

對礦粉進行預處理：超細化處理，采用KH-560進行表面活化處理，采用硬脂酸進行表面改性處理；

將所述甘蔗渣粉末5份、預處理后的馬鈴薯粉15份、預處理后的礦粉10份、鐵-硬脂酸0.1份、植酸0.1份和丁二酸丁二醇酯20份在高攪機中混合、攪拌0.5 h，加入雙螺桿擠出機，在130℃下擠出、牽引、造粒，即得廢棄生物質(zhì)基降解母粒。

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒能應用于降解聚氯乙烯（PVC）。

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解聚氯乙烯中的應用方法，包括步驟：

將本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒與聚氯乙烯在高攪機中混合5分鐘，干燥，加入雙螺桿擠出機造粒，吹膜，收卷，制得膜制品，其中，廢棄生物質(zhì)基降解母粒占廢棄生物質(zhì)基降解母粒和聚氯乙烯總重量的百分比為10%。

實施例2

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒，由以下重量份原料制成：

木薯渣25份、木薯淀粉10份、納米硅微粉5份、釩-月桂酸3份、茶多酚2份、聚對苯二甲酸己二酸丁二醇酯45份。

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒的制備方法，包括步驟：

將經(jīng)水洗、干燥和粉粹的木薯渣與磷酸鈉、硅酸鈉和水混合，在80℃下攪拌4h，加熱至120℃并保持0.5h，研磨，過篩200目，即得木薯渣粉末，其中，按重量比，木薯渣：磷酸鈉：硅酸鈉：水=30：5：5：40；

對木薯淀粉進行預處理：超細化處理、采用甘油和水對木薯淀粉進行增塑處理；

對納米硅微粉進行預處理：超細化處理，采用KH-570進行表面活化處理，采用十八烷基硅氧烷進行表面改性處理；

將所述木薯渣粉末25份、預處理后的木薯淀粉10份、預處理后的納米硅微粉5份、釩-月桂酸3份、茶多酚2份和聚對苯二甲酸己二酸丁二醇酯45份在高攪機中混合、攪拌1h，加入雙螺桿擠出機，在170℃下擠出、牽引、造粒，即得廢棄生物質(zhì)基降解母粒。

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒能應用于降解聚乙烯。

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解聚乙烯中的應用方法，包括步驟：

將本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒與聚乙烯在高攪機中混合5分鐘，干燥，加入雙螺桿擠出機造粒，吹膜，收卷，制得膜制品，其中，廢棄生物質(zhì)基降解母粒占廢棄生物質(zhì)基降解母粒和聚乙烯總重量的百分比為20%。

實施例3

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒，由以下重量份原料制成：

秸稈20份、馬鈴薯粉5份、納米碳酸鈣1份、錳-異辛酸0.5份、沒食子酸丙酯1份、聚乳酸10份。

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒的制備方法，包括步驟：

將經(jīng)水洗、干燥和粉粹的秸稈與磷酸鈉、硅酸鈉和水混合，在60℃下攪拌3h，加熱至110℃并保持0.5h，研磨，過篩200目，即得秸稈粉末，其中，按重量比，秸稈：磷酸鈉：硅酸鈉：水=25：4：3：25；

對馬鈴薯粉進行預處理：超細化處理、采用甘油和水對木薯淀粉進行增塑處理；

對納米碳酸鈣進行預處理：超細化處理，采用KH-550進行表面活化處理，采用油酸進行表面改性處理；

將所述秸稈粉末25份、預處理后的馬鈴薯粉5份、預處理后的納米碳酸鈣1份、錳-異辛酸0.5份、沒食子酸丙酯1份和聚乳酸10份在高攪機中混合、攪拌1h，加入雙螺桿擠出機，在150℃下擠出、牽引、造粒，即得廢棄生物質(zhì)基降解母粒。

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒能應用于降解聚丙烯。

本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒在降解聚丙烯中的應用方法，包括步驟：

將本發(fā)明實施例廢棄生物質(zhì)基降解母粒與聚丙烯在高攪機中混合5分鐘，干燥，加入雙螺桿擠出機造粒，吹膜，收卷，制得膜制品，其中，廢棄生物質(zhì)基降解母粒占廢棄生物質(zhì)基降解母粒和聚丙烯總重量的百分比為40%。

以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)和范圍。