一種二氧化碳?環(huán)氧丙烷改性共聚物及其制備方法和二氧化碳基生物降解地膜技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)屬于膜材料領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳?環(huán)氧丙烷改性共聚物及其制備方法和二氧化碳基生物降解地膜。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供的生物降解地膜由原料制成，所述原料包括二氧化碳?環(huán)氧丙烷共聚物和二氧化碳?環(huán)氧丙烷改性共聚物；所述二氧化碳?環(huán)氧丙烷改性共聚物包括具有式(I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式(II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供的生物降解地膜在其制備過(guò)程中添加了所述二氧化碳?環(huán)氧丙烷改性共聚物，通過(guò)所述二氧化碳?環(huán)氧丙烷改性共聚物與制備所述地膜的其他原料協(xié)同作用，延長(zhǎng)了地膜的使用壽命。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供的生物降解地膜使用壽命可達(dá)70～90天，并且此生物降解地膜在超過(guò)使用時(shí)間后能夠迅速完全降解。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬于膜材料領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物及其制備 方法和二氧化碳基生物降解地膜。
技術(shù)介紹
農(nóng)用地膜不僅能夠提高土壤溫度，保持土壤水分，維持土壤結(jié)構(gòu)，而且能起到防蟲(chóng) 除草、提高農(nóng)作物的產(chǎn)量的作用，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必不可少的關(guān)鍵材料，曾經(jīng)被認(rèn)為是農(nóng)業(yè)白色 革命。 目前我國(guó)農(nóng)用地膜覆蓋面積已達(dá)3.8億畝，用量高達(dá)130萬(wàn)噸，為解決我國(guó)糧食自 給與蔬菜供應(yīng)做出了巨大貢獻(xiàn)。但是現(xiàn)在我國(guó)地膜材料以線性低密度聚乙烯為主，由于地 膜一般厚度為4_8μπι，這種超薄地膜回收十分困難，隨著使用時(shí)間和用量的增長(zhǎng)，滯留在土 壤里的不可降解的地膜越來(lái)越多。白色革命變成了白色污染，引起土壤板結(jié)、產(chǎn)量下降等一 系列嚴(yán)重問(wèn)題。因此，在地膜領(lǐng)域利用生物降解高分子膜材料替代傳統(tǒng)的聚烯烴膜材料勢(shì) 在必行。 二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物(PPC)為利用二氧化碳制備的無(wú)定形生物降解材料，常 溫下比較柔順，且具有良好的透明性和保濕性能，其熔體強(qiáng)度較高，加工溫度低，非常適合 制成農(nóng)用生物降解地膜，但目前制成的二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物地膜的使用壽命較短，難 以滿足長(zhǎng)生長(zhǎng)周期農(nóng)作物的使用要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物及其制備 方法和二氧化碳基生物降解地膜，本專(zhuān)利技術(shù)提供的地膜具有較長(zhǎng)的使用壽命，且在超出使用 壽命后能夠迅速完全降解。 本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物，包括具有式（I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單 元和具有式(Π )結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元： 式（II)中，η為0或l，m為0或1，R為亞烷基。 優(yōu)選的，所述R為Cl~CIO的亞烷基。 優(yōu)選的，所述R為具有式(A)、式(B)或式(C)結(jié)構(gòu)的取代基： --CH2-CH2-式(A);--CH2-CH2-CH2-CH2-式(B);優(yōu)選的，所述具有式（II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元具體為式（11-1)、式（11-2)、式（11-3)、 式(II-4)或式(II-5)結(jié)構(gòu)：優(yōu)選的，所述共聚物中具有式（I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式（II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元 的摩爾比為(0.9~0.99) :(0.1~0.01)。 優(yōu)選的，所述共聚物的數(shù)均分子量為40000~150000g/mol;所述共聚物的分子量 分布指數(shù)為1.8~2.8。 本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物的制備方法，包括以下步驟： 環(huán)氧丙烷、二氧化碳和式（III)結(jié)構(gòu)化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到二氧化碳-環(huán)氧丙烷改 性共聚物，所述二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物包括具有式（I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式 (II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元； 式（II)和式（III)中，η為0或l，m為0或1，R為亞烷基。本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種二氧化碳基生物降解地膜，由原料制成，所述原料包括二氧化 碳-環(huán)氧丙烷共聚物和上述技術(shù)方案所述的二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物。優(yōu)選的，所述二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物和所述二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物的 質(zhì)量比為100:(5~20)。 優(yōu)選的，所述原料還包括增塑劑、紫外吸收劑和光穩(wěn)定劑中的一種或多種。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物及其制備方 法和二氧化碳基生物降解地膜。本專(zhuān)利技術(shù)提供的生物降解地膜由原料制成，所述原料包括二 氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物和二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物;所述二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性 共聚物包括具有式（I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式（II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元。本專(zhuān)利技術(shù)提供的生物 降解地膜在其制備過(guò)程中添加了所述二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物，通過(guò)所述二氧化碳_ 環(huán)氧丙烷改性共聚物與制備所述地膜的其他原料協(xié)同作用，延長(zhǎng)了地膜的使用壽命。實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明，本專(zhuān)利技術(shù)提供的生物降解地膜使用壽命可達(dá)70~90天，可滿足生長(zhǎng)周期長(zhǎng)的農(nóng)作 物對(duì)地膜的要求，并且此生物降解地膜在超過(guò)使用時(shí)間后能夠迅速完全降解。【附圖說(shuō)明】 為了更清楚地說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。 圖1是本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例1提供的環(huán)氧基團(tuán)改性紫外吸收劑核磁共振氫譜圖； 圖2是本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例1提供的二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物核磁共振氫譜圖； 圖3是本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例2提供的環(huán)氧基團(tuán)改性紫外吸收劑核磁共振氫譜圖； 圖4是本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例2提供的二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物核磁共振氫譜圖。【具體實(shí)施方式】 下面對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例 僅僅是本專(zhuān)利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專(zhuān)利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專(zhuān)利技術(shù)保護(hù)的范 圍。 本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物，包括具有式（I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單 元和具有式(Π )結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元： 式（II)中，η為0或l，m為0或1，R為亞烷基。 本專(zhuān)利技術(shù)提供的二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物包括具有式（I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和 具有式(II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元。在本專(zhuān)利技術(shù)提供的一個(gè)實(shí)施例中，所述二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性 共聚物由具有式（I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式（II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元組成。在本專(zhuān)利技術(shù)提供的 一個(gè)實(shí)施例中，式(II)中，所述R為C1~C10的亞烷基;在本專(zhuān)利技術(shù)提供的另一個(gè)實(shí)施例中，式 (II)中，所述R為具有式(A)、式(B)或式(C)結(jié)構(gòu)的取代基： --CH2-CH2-式(A);--CH2-CH2-CH2-CH2--式（B); 在本專(zhuān)利技術(shù)提供的一個(gè)實(shí)施例中，所述具有式（II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元具體為式（II-1)、式(11-2)、式(11-3)、式(II-4)或式(II-5)結(jié)構(gòu)： 在本專(zhuān)利技術(shù)中，所述具有式（I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式（II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元在所 述二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物中無(wú)規(guī)排列。在本專(zhuān)利技術(shù)提供的一個(gè)實(shí)施例中，所述共聚物 中具有式(I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式(Π )結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元的摩爾比為(0.9~0.99) :(0.1 ~0.01);在本專(zhuān)利技術(shù)提供的另一個(gè)實(shí)施例中，所述共聚物中具有式（I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具 有式（II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元的摩爾比為(0.9~0.95) :(0.1~0.05)。 在本專(zhuān)利技術(shù)提供的一個(gè)實(shí)施例中，所述共聚物的數(shù)均分子量為40000~150000g/ mol，所述共聚物的分子量分布指數(shù)為1.8~2.8;在本專(zhuān)利技術(shù)提供的另一個(gè)實(shí)施例中，所述共 聚物的數(shù)均分子量為42000~53000g/mol，所述共聚物的分子量分布指數(shù)為2.1~2.8。 本專(zhuān)利技術(shù)提供的二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物可作為制備二氧化碳基生物降解地 膜的助劑使用，在制備二氧化碳基生物降解地膜的過(guò)程中添加所述二氧化碳-環(huán)氧丙烷改 性共聚物后，可延長(zhǎng)制得的地膜的使用壽命。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本專(zhuān)利技術(shù)，添加有本專(zhuān)利技術(shù)提供的所 述二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物的生物降解地膜的使用壽命可達(dá)70~90天，可滿足生長(zhǎng) 周期長(zhǎng)的農(nóng)作物對(duì)地膜的要求，并且該生物降解地膜在超過(guò)使用時(shí)間后能夠迅速完全降 解。本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷改性共聚物的制備方法，包括以下步驟： 環(huán)氧丙烷、二氧化碳和式（III)當(dāng)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種二氧化碳?環(huán)氧丙烷改性共聚物，包括具有式(I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式(II)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元：式(II)中，n為0或1，m為0或1，R為亞烷基。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高鳳翔，蔡毅，周慶海，王獻(xiàn)紅，張亞明，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：吉林;22