專利名稱：生物降解的聚苯乙烯發泡制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可生物降解的制品，特別是涉及一種可生物降解的聚苯乙烯發泡制品，尤其是涉及一種可生物降解的聚苯乙烯發泡片材及快餐飯盒。
在1990年8月2日申請的，申請號為90107256.7的中國專利申請中，揭示了一種生物降解塑料發泡制品，其所使用的原料包括淀粉和選自乙烯-乙烯醇、乙烯-丙烯酸及其混合物的合成聚合物，所述的制品具有閉孔結構，其密度為0.1-0.3克/立方厘米。該申請也披露了這種生降解塑料發泡制品的制造方法，為一種擠出包括有淀粉和選自乙烯-乙烯醇和乙烯-丙烯酸的合成聚合物的組份，在發泡劑聚合酸和碳酸氫鈉的存在下進行擠出的方法。
目前在國內市場上供應的聚苯乙烯(PS)片材及其制品(如飯盒，碗，盤等)均屬不降解產品，這種不降解的產品在使用后丟棄野外，除一小部分回收再生和處理外，大部分殘留原處，已形成“塑料垃圾”的公害，造成環境污染并影響生態平衡。
自從以淀粉為基的塑料為人們接受以來，其產品種類和應用領域逐漸增多和擴大，以淀粉為填充劑制成的PS片材及制品只有極少數廠家能制成，但由于其制造工藝和設備的限制，淀粉摻入量都小于10%，起不到降解效果，只能作為降低原材料成本的一種手段，無法真正達到推廣降解PS材料應用的目的。另外，因淀粉的摻入在拉片過程中的配方和工藝掌握上存在缺陷，淀粉與聚合物的接枝，制成的半成品和成品的外觀質量也較差。
本發明的目的在于提供一種可生物降解的聚苯乙烯(PS)發泡制品，該制品從根本上解決了目前聚苯乙烯制成品不能降解的問題。
本發明的生物降解聚苯乙烯發泡制品包含35%重量-65%重量的聚苯乙烯，30%重量-50%重量的淀粉和5%重量-15%重量的交聯劑，所述的交聯劑為選自甘油和山梨醇中的一種或兩種，所述的甘油可為皂化甘油。
將以上幾種原料經擠出機造粒，然后拉片成型，加工制成各種制品，如快餐器具等。其中在擠出造粒過程中，擠出機的長徑比要求在35∶1以上，各段溫度可自動控制，因淀粉在200℃以上會碳化，所以造粒溫度以200℃為上限，以聚苯乙烯軟化點為下限，約為120℃，因而溫度應控制在120℃-200℃之間，同時，模頭處應有真空抽氣裝置，排除多余水份以使擠出物料無明顯氣泡為宜，螺桿轉速應在300轉/分以上，以完成各種原料的結合，此處所用的造粒機是由WPC公司制造的ZSK-58型雙螺桿擠出機，拉片成型和最后模壓成型均與目前純聚苯乙烯加工工藝一樣，其加熱溫度控制在120℃-200℃之間。
與已有的生物降解制品相比，本發明制品具有顯著的優越性。首先，本發明原料中的淀粉為普通淀粉，具有價格便宜，來源豐富的優點，其次，也是最重要的是這種塑料產品具有生物降解性能，在該淀粉塑料中，淀粉是以游離態的粒狀存在于合成高聚物中，淀粉顆粒被微生物攻擊，直至完全被消化，由此削弱了高聚物的結構，在這種情況下，高聚物分子鏈斷裂，直至最終降解成小碎片或小顆粒狀。這在快餐行業的后處理中是特別有用的，眾所周知，聚苯乙烯是較常用的樹脂，用其制成的一次性快餐器具是一種已為廣大用戶接受的安全經濟的產品，以前由于其不能分解和不易回收再利用，造成的污染十分嚴重。本發明的聚苯乙烯制成品在一定時間內受微生物、細菌、昆蟲等影響后會迅速地分解，從而從根本上解決了聚苯乙烯制成品不能降解的問題，為在某些領域中對丟棄物的分解，回收和再利用開辟了一條新的途徑。
本發明將結合下述實施例作更詳細的描述，但必須明白的是，本發明并不局限于這些實施例，除了另有說明外，實施例中的份數均指重量份數。
實施例1將65份PS，30份淀粉和5份山梨醇的混合物經擠出機擠出造粒，溫度控制在120-200℃之間，然后拉片成型，制成制品。各組份含量，工藝溫度及制品的物理性能列于表1中。
實施例2除了原料為50份PS，40份淀粉和10份皂化甘油的混合物外，重復實施例1的過程，制成制品。各組份含量，工藝溫度及制品的物理性能列于表1中。
實施例3除了原料為35份PS，50份淀粉和15份交聯劑(其中10份甘油，5份山梨醇)的混合物外，重復實施例1的過程，制成制品。各組份含量，工藝溫度及制品的物理性能列于表1中。
表1
＊實施例1中的交聯劑為山梨醇實施例2中的交聯劑為甘油實施例3中的交聯劑為甘油+山梨醇＊＊強度的單位為MPa由表1可見，隨著淀粉含量的增加，PS含量的減少，制品的物理性能逐漸變差，一般以淀粉含量為30份-40份時為最佳。
使用平板法(實驗室法)和室外埋土法(自然廢棄法)來實驗本發明制品的生物降解性能，實驗方法和結果如下1.平板法按ASTMG21-90技術標準.用平板法試驗來測定試樣的生物降解性能。將試樣裁剪成3×3cm的試片，置于預先制備好的培養基平板中央，噴灑一定濃度的試驗菌孢子混合懸浮液(孢子懸浮液的濃度為106-107個/毫升，以灑濕試樣表面為宜)。蓋上蓋子，置適宜溫濕度(溫度30℃±1，相對濕度95%以上)下培養28天，定期觀察真菌繁殖情況，并分級記錄，結果列于表2中。
2.埋土法，將裁剪成一定大小的試樣，埋于土壤中，利用自然土壤菌的作用來判斷試樣的生物降解性能。定期觀察，分級記錄，結果列于表3中。
表2 平板法
表3室外埋土法 表中0級無繁殖痕跡1級痕跡繁殖(＜10%)2級輕度繁殖(10-30%)3級中等繁殖(30-60%)4級大量繁殖(60%或全表面遮蓋)由上述表2和表3可見，生物降解的聚苯乙烯快餐飯盒在第7天就開始長霉，表面出現菌絲繁殖痕跡，28天后已被嚴重腐蝕，甚至出現裂縫，并被昆蟲吞噬穿孔也有多處。說明本發明的生物降解的聚苯乙烯制品具有降解起始時間快，并且降解迅速而顯著的優點。
以上詳細地闡述了本發明的特征，具體內容及實施例，應該明白的是，在本技術領域內，在不偏離權利要求書及上述說明書的內容的情況下，對本發明所作的任何改變或改進都屬于本發明的范疇。
權利要求
1.一種生物降解的聚苯乙烯發泡制品，其特征在于，它包含35%重量-65%重量的聚苯乙烯，30%重量-50%重量的淀粉和5%重量-15%重量的交聯劑。
2.如權利要求1所述的生物降解的聚苯乙烯發泡制品，其特征在于，所述的交聯劑為選自甘油和山梨醇中的一種或兩種。
3.如權利要求1或2所述的生物降解的聚苯乙烯發泡制品，其特征在于，所述的甘油為皂化甘油。
4.一種如權利要求1或2所述的生物降解的聚苯乙烯發泡制品的用途，其特征在于，可將其制成快餐器具。
全文摘要
生物降解的聚苯乙烯發泡制品包含聚苯乙烯，淀粉和適量的交聯劑，該制品從根本上解決了聚苯乙烯制品不能降解的問題，該制品可用于制成快餐飯盒等。
文檔編號C08J9/00GK1106839SQ94117828
公開日1995年8月16日 申請日期1994年12月1日 優先權日1994年12月1日
發明者李明德, 張翔, 戴瑾瑜, 蔡榮根, 胡振林, 馬鳴飛 申請人:上海三林降解樹脂制品公司