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      一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜及其制備方法

      文檔序號(hào):8933387閱讀:645來(lái)源:國(guó)知局
      一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜及其制備方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及塑料薄膜技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜及其制備方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]近年來(lái),由于廢棄塑料難以降解帶來(lái)的“白色污染”日趨嚴(yán)重,引起了全世界的廣泛關(guān)注,世界各國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了限制或禁止使用非降解塑料包裝物的相關(guān)法規(guī)。另一方面,由于制造傳統(tǒng)塑料的原料石油是不可再生資源,隨著人類的大量使用必將枯竭,因而發(fā)展以可再生資源為原料、可降解的環(huán)境友好型塑料迫在眉睫。利用可生物降解的淀粉材料來(lái)制備可降解包裝膜已成為世界各國(guó)研宄的熱點(diǎn)。但是淀粉在提高塑料可降解性能的同時(shí),一方面會(huì)造成其物理機(jī)械性能的下降,使其加工困難,另一方面還存在親水性太強(qiáng),與大部分通用樹(shù)脂之間的相容性很差,致使制成的薄膜力學(xué)性能大幅下降,隔水性能差,從而阻礙了淀粉塑料在工業(yè)化推廣過(guò)程中的廣泛應(yīng)用。
      [0003]聚乙烯醇是一種用途廣泛的高分子聚合物,性能介于塑料和橡膠之間,含有大量的極性基團(tuán)羥基,毒性很低,分子鏈結(jié)構(gòu)對(duì)稱規(guī)整,具有獨(dú)特的強(qiáng)力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護(hù)膠體性、氣體阻絕性以及經(jīng)特殊處理具有的耐水性,同時(shí)還具有一定的生物降解性,在濕環(huán)境中有細(xì)菌存在的條件下6個(gè)月內(nèi)可以完全分解成水和二氧化碳,是完全生物降解材料,但是降解過(guò)程中對(duì)降解環(huán)境要求較高,使降解速度還是顯得相對(duì)較慢。
      [0004]苧麻是極具中國(guó)特色的傳統(tǒng)纖維作物,我國(guó)常年苧麻種植面積達(dá)到20萬(wàn)公頃左右,除了苧麻韌皮提取作為紡織產(chǎn)品之外,苧麻麻骨很少被利用。苧麻麻骨利用率低下,處理難等問(wèn)題一直是各級(jí)政府和有關(guān)部門(mén)普遍關(guān)注的問(wèn)題,也是農(nóng)民極其關(guān)心的問(wèn)題。苧麻骨作為苧麻產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)加工的副產(chǎn)物,是重要的生物資源,其中富含纖維素、半纖維素,其纖維素含量和纖維形態(tài)類似闊葉樹(shù)種,理論上是理想的植物纖維餐具的制備原料,且對(duì)其合理高效的開(kāi)發(fā)利用對(duì)于提高苧麻綜合價(jià)值、促進(jìn)苧麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展都意義重大。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明的目的是提供一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜及其制備方法。本發(fā)明使用高含量的表面疏水改性的淀粉作為基體,配合添加將苧麻麻骨作為淀粉基全降解塑料薄膜的增強(qiáng)材料,能夠提高薄膜的強(qiáng)度以及防水、防油性能,而且成本低、不會(huì)產(chǎn)生污染;添加適量比例的聚乙烯醇以及聚乙烯乙二醇、聚甲基乙撐碳酸酯,能夠降低聚乙烯醇的熔點(diǎn),便于與淀粉基體進(jìn)行共混,同時(shí)能夠可提高薄膜的阻隔性能,隔氧、隔水效果好。
      [0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的,本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施:
      一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜,由下列重量份的原料制備制成:玉米淀粉60-65、納米蒙脫土 7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇27-30、黃原膠1-2、羧甲基纖維素鈉2-4、聚乙烯乙二醇14-15、聚甲基乙撐碳酸酯7_9、普魯拉多糖4-6、乙基硅油2-3 ;
      本發(fā)明所述一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜,由以下具體步驟制成:
      (1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中,在130°C的條件下干燥120分鐘后取出,冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩30-40分鐘(控制水浴溫度為30°C,超聲功率為100W),然后將混合粉末轉(zhuǎn)移至攪拌釜中,加入鈦酸四丁酯,控制溫度為75°C,以1500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌15分鐘后,繼續(xù)加入花生油,攪拌15分鐘,最后取出放入烘箱,在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末;
      (2)將苧麻麻骨干燥后經(jīng)過(guò)粗磨、精磨制成80-100目的粉末,然后放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米級(jí)粉末,再與羧甲基纖維素鈉混合,混合均勻后放入捏合機(jī)中,控溫120°C,捏合15分鐘,放出冷卻,即得苧麻麻骨增強(qiáng)料;
      (3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與乙基硅油混合,通過(guò)膠體磨機(jī)分散60-90分鐘,然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強(qiáng)料,通過(guò)雙螺桿造粒機(jī)中,控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒,得到直徑為6mm的淀粉母料;
      (4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、聚乙烯乙二醇、聚甲基乙撐碳酸酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后,加入到單螺桿擠出機(jī)中,控制溫度在170-180°C的加工溫度下進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜,最后定性收卷、包裝即得。
      [0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將淀粉、納米蒙脫土混合后進(jìn)行表面疏水改性,先通過(guò)超聲振蕩,能夠使淀粉的粒徑下降,比表面積增大,再用鈦酸四丁酯與疏水劑花生油有效的屏蔽了淀粉表面羥基,形成高疏水層;同時(shí)納米蒙脫土具有良好的氣體阻隔性能以及良好的遠(yuǎn)紅外反射性,抗老化,同時(shí)耐熱、耐磨、強(qiáng)度高;再利用羧甲基纖維素鈉對(duì)苧麻麻骨進(jìn)行增強(qiáng)改性,然后與表面疏水改性的淀粉基材料混合,進(jìn)一步提高淀粉基材料的強(qiáng)度、耐水性、耐油性,且苧麻麻骨成本低,變廢為寶。
      [0008]本發(fā)明最后將聚乙烯醇、聚乙烯乙二醇、聚甲基乙撐碳酸酯協(xié)同作用,能夠降低聚乙烯醇的熔點(diǎn),更好的與淀粉母料共混,還能提高塑料薄膜的阻隔性能,隔氧、隔水效果好。本發(fā)明產(chǎn)品可以用作食品包裝袋、保鮮膜,隔氧、隔水,能夠起到保鮮的作用,產(chǎn)品既可滿足使用要求又可在廢棄后快速降解。
      具體實(shí)施方案
      [0009]下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
      [0010]一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜,由下列重量份(公斤)的原料制備制成:玉米淀粉60、納米蒙脫土 7、花生油0.6、鈦酸四丁酯1.2、苧麻麻骨12、聚乙烯醇27、黃原膠1、羧甲基纖維素鈉2、聚乙烯乙二醇14、聚甲基乙撐碳酸酯7、普魯拉多糖4、乙基硅油2 ;
      本發(fā)明所述一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜,由以下具體步驟制成:
      (I)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中,在130°C的條件下干燥120分鐘后取出,冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩30分鐘(控制水浴溫度為30°C,超聲功率為100W),然后將混合粉末轉(zhuǎn)移至攪拌釜中,加入鈦酸四丁酯,控制溫度為75°C,以1500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌15分鐘后,繼續(xù)加入花生油,攪拌15分鐘,最后取出放入烘箱,在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末; (2)將苧麻麻骨干燥后經(jīng)過(guò)粗磨、精磨制成80目的粉末,然后放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米級(jí)粉末,再與羧甲基纖維素鈉混合,混合均勻后放入捏合機(jī)中,控溫120°C,捏合15分鐘,放出冷卻,即得苧麻麻骨增強(qiáng)料;
      (3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與乙基硅油混合,通過(guò)膠體磨機(jī)分散60分鐘,然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強(qiáng)料,通過(guò)雙螺桿造粒機(jī)中,控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒,得到直徑為6mm的淀粉母料;
      (4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、聚乙烯乙二醇、聚甲基乙撐碳酸酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后,加入到單螺桿擠出機(jī)中,控制溫度在170-180°C的加工溫度下進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜,最后定性收卷、包裝即得。
      [0011]將本發(fā)明產(chǎn)品按照GB/T 20197-2006的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行講解試驗(yàn),經(jīng)過(guò)4個(gè)月的土埋實(shí)驗(yàn),生物降解率可以達(dá)到59.8%。按照GB/T 1040.3-2006進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試,橫向拉伸強(qiáng)度為25.1OMPa,斷裂伸長(zhǎng)率為670.12% ;縱向拉伸強(qiáng)度為23.86 MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為439.15%,符合標(biāo)準(zhǔn)。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1.一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜,其特征在于,由下列重量份的原料制備制成:玉米淀粉60-65、納米蒙脫土 7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇27-30、黃原膠1-2、羧甲基纖維素鈉2-4、聚乙烯乙二醇14-15、聚甲基乙撐碳酸酯7-9、普魯拉多糖4-6、乙基硅油2-3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜,其特征在于,由以下具體步驟制成: (1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中,在130°C的條件下干燥120分鐘后取出,冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩30-40分鐘(控制水浴溫度為30°C,超聲功率為100W),然后將混合粉末轉(zhuǎn)移至攪拌釜中,加入鈦酸四丁酯,控制溫度為75°C,以1500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌15分鐘后,繼續(xù)加入花生油,攪拌15分鐘,最后取出放入烘箱,在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末; (2)將苧麻麻骨干燥后經(jīng)過(guò)粗磨、精磨制成80-100目的粉末,然后放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米級(jí)粉末,再與羧甲基纖維素鈉混合,混合均勻后放入捏合機(jī)中,控溫120°C,捏合15分鐘,放出冷卻,即得苧麻麻骨增強(qiáng)料; (3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與乙基硅油混合,通過(guò)膠體磨機(jī)分散60-90分鐘,然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強(qiáng)料,通過(guò)雙螺桿造粒機(jī)中,控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒,得到直徑為6mm的淀粉母料; (4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、聚乙烯乙二醇、聚甲基乙撐碳酸酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后,加入到單螺桿擠出機(jī)中,控制溫度在170-180°C的加工溫度下進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜,最后定性收卷、包裝即得。
      【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高效隔氧隔水的共混型全降解塑料薄膜,其特征在于,由下列重量份的原料制備制成:玉米淀粉60-65、納米蒙脫土7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇27-30、黃原膠1-2、羧甲基纖維素鈉2-4、聚乙烯乙二醇14-15、聚甲基乙撐碳酸酯7-9、普魯拉多糖4-6、乙基硅油2-3;本發(fā)明最后將聚乙烯醇、聚乙烯乙二醇、聚甲基乙撐碳酸酯協(xié)同作用,能夠降低聚乙烯醇的熔點(diǎn),更好的與淀粉母料共混,還能提高塑料薄膜的阻隔性,隔氧、隔水效果好。本發(fā)明產(chǎn)品可以用作食品包裝袋、保鮮膜,隔氧、隔水,能夠起到保鮮的作用,產(chǎn)品既可滿足使用要求又可在廢棄后快速降解。
      【IPC分類】C08L1/28, C08K9/04, C08L83/04, C08L3/02, C08L91/00, C08L5/00, C08L69/00, C08L97/02, C08K3/34, C08L29/04
      【公開(kāi)號(hào)】CN104910434
      【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510273951
      【發(fā)明人】萬(wàn)紅霞, 陳可夏
      【申請(qǐng)人】銅陵方正塑業(yè)科技有限公司
      【公開(kāi)日】2015年9月16日
      【申請(qǐng)日】2015年5月27日
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