一種包裝材料用phbv復(fù)合膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001] 本發(fā)明涉及一種包裝材料,特別是涉及一種包裝材料用PHBV復(fù)合膜的制備方法。
【背景技術(shù)】:
[0002] 隨著石油資源的日益緊缺,白色污染和溫室效應(yīng)的逐漸加劇,以可再生生物質(zhì)資 源為原料的生物高分子材料成為目前材料領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)。生物高分子材料是一類環(huán)境 友好型新材料,主要以植物為原料,通過(guò)微生物合成獲得如聚羥基烷酸酯(PHA),聚乳酸 (PIA)等則是通過(guò)微生物合成單體再化學(xué)合成而獲得。聚羥基丁酸戊酸酯(PHBV)是PHA中 的一種,是3-羥基丁酸酯和3-羥基戊酸酯的共聚物,具有良好的生物降解性、生物相容性 及生物可吸收性、較長(zhǎng)的生物吸收周期等特性,因此可應(yīng)用于諸如醫(yī)用材料(縫線、骨釘)、 薄膜材料(地膜、購(gòu)物袋、堆肥袋)、一次性用品(筆、餐具)、包裝材料(特別是食品包裝) 等領(lǐng)域。
[0003] 例如,公開(kāi)號(hào)為CN101508791B、公開(kāi)日為2012. 10. 03、申請(qǐng)人為邢金香的中國(guó)專 利公開(kāi)了"一種可生物降解塑料薄膜的生產(chǎn)方法",具體提供了一種使用Ecoflex和PHBV 生產(chǎn)可生物降解塑料薄膜的方法,將5~50% PHBV聚羥基丁酸戊酸共聚酯和50~95% Ecof Iex脂肪族芳香族無(wú)規(guī)共聚醋混合均勾,再外加占上述混合物總重量5 %的CaCO3,該發(fā) 明具有如下有益效果:其工藝簡(jiǎn)單、易于操作,所生產(chǎn)的薄膜在土壤微生物的作用下,可完 全分解成水、二氧化碳及有機(jī)物,無(wú)污染,可廣泛應(yīng)用于農(nóng)用地膜、包裝袋(食品包裝、工業(yè) 包裝)等,是一種綠色的環(huán)保產(chǎn)品。不過(guò),該薄膜存在一定的缺陷:應(yīng)用于包裝材料時(shí),其在 耐熱性和韌性方面的表現(xiàn)不理想,縮小了其應(yīng)用范圍。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明要解本的技術(shù)本本是提供一種包裝材料用PHBV復(fù)合膜的制備方法,制備 出的復(fù)合膜具有較好的耐熱性和韌性,能應(yīng)用于多種場(chǎng)合。
[0005] 為解本上述技術(shù)本本,本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006] 一種包裝材料用PHBV復(fù)合膜的制備方法,包括以下步驟:
[0007] (1)將蛇紋石用球磨機(jī)球磨后超細(xì)粉碎制得蛇紋石粉體,將硬脂酸鈉溶于去離子 水混合均勻制得改性液,將蛇紋石粉體加入改性液,置于恒溫水浴中攪拌30分鐘,取出、過(guò) 濾,置于干燥箱中烘干至恒重,得到改性蛇紋石粉;
[0008] (2)將80-90重量份的PHBV加入雙輥塑煉機(jī)中塑化2分鐘,將2-6重量份的改性 蛇紋石粉以及4重量份的相容劑依次加入雙輥塑煉機(jī)繼續(xù)塑化8分鐘,薄通8次,得到混合 料;
[0009] ⑶將混合料與4重量份的相容劑、4-8重量份的PTFE加入密煉機(jī)中熔融共混12 分鐘,移至雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒,得到粒料,將粒料用流延膜機(jī)流延成膜,得到包裝材料 用PHBV復(fù)合膜。
[0010] 優(yōu)選地,本發(fā)明所述步驟(1)中,蛇紋石粉體的粒徑為3 μL?。
[0011] 優(yōu)選地,本發(fā)明所述步驟(1)中,蛇紋石粉體與硬脂酸鈉的重量比為20:1。
[0012] 優(yōu)選地,本發(fā)明所述步驟(1)中,恒溫水浴的溫度為80°C。
[0013] 優(yōu)選地,本發(fā)明所述步驟(1)中,干燥箱的溫度為80°C。
[0014] 優(yōu)選地,本發(fā)明所述步驟(2)中,塑化的溫度為140°C。
[0015] 優(yōu)選地,本發(fā)明所述步驟(2)中,相容劑為環(huán)氧大豆油。
[0016] 優(yōu)選地,本發(fā)明所述步驟(3)中,熔融共混的溫度為170°C,轉(zhuǎn)速為60rpm。
[0017] 優(yōu)選地,本發(fā)明所述步驟(4)中,雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為180_205°C,轉(zhuǎn)速為 800rpm〇
[0018] 優(yōu)選地,本發(fā)明所述步驟(4)中,包裝材料用PHBV復(fù)合膜的厚度為0. 1mm。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020] (1)蛇紋石是具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物,具有較好的耐熱性和力學(xué)性能,在制成 粉體的過(guò)程中,其表面會(huì)出現(xiàn)羥基和不飽和鍵以致表現(xiàn)出很強(qiáng)的極性,與PHBV的弱極性不 相容,因此本發(fā)明采用硬脂酸鈉作為表面改性劑對(duì)其進(jìn)行表面改性,硬脂酸鈉在熱水中溶 解電離產(chǎn)生的陰離子與蛇紋石粉的表面充分接觸并發(fā)生了偶聯(lián)反應(yīng),大大降低了表面極性 且增大了蛇紋石粉的層間距,改善了其與PHBV之間的相容性,另一方面本發(fā)明通過(guò)熔融插 層的方式形成了剝離型復(fù)合結(jié)構(gòu),PHBV的大分子鏈插入了蛇紋石粉的片層之間并產(chǎn)生較好 的界面作用,當(dāng)復(fù)合膜受到?jīng)_擊作用時(shí),蛇紋石粉因其本身較好的強(qiáng)度和剛度成為了應(yīng)力 集中點(diǎn),微裂紋擴(kuò)展時(shí)遇到蛇紋石粉片層即會(huì)停止或轉(zhuǎn)移,同時(shí)蛇紋石粉吸收了大量沖擊 能,從而大大提高了復(fù)合膜的韌性;當(dāng)復(fù)合膜處于高溫環(huán)境時(shí),蛇紋石粉片層可起到隔熱的 作用且其本身具有較好的耐熱性,因此可有效阻隔熱量對(duì)復(fù)合膜的影響,從而有效提高復(fù) 合膜的熱變形溫度和耐熱性。
[0021] (2)PTFE是聚四氟乙烯的英文縮寫,具有很好的耐高溫性、耐酸堿性以及耐溶劑 性,在相容劑環(huán)氧大豆油的幫助下,PTFE與PHBV基體之間的相容性得到了很大的改善,從 而形成了較好的相容性共混,可進(jìn)一步提高復(fù)合膜的耐熱性,還可有效提高復(fù)合膜的耐酸 堿性和耐溶劑性。
【具體實(shí)施方式】:
[0022] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明,在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明 用來(lái)解釋本發(fā)明,但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 一種包裝材料用PHBV復(fù)合膜的制備方法,包括以下步驟:
[0025] (1)將蛇紋石用球磨機(jī)球磨后超細(xì)粉碎制得粒徑為3 μ m的蛇紋石粉體,將硬脂酸 鈉溶于去離子水混合均勻制得改性液,蛇紋石粉體與硬脂酸鈉的重量比為20:1,將蛇紋石 粉體加入改性液,置于溫度為80°C的恒溫水浴中攪拌30分鐘,取出、過(guò)濾,置于溫度為80°C 的干燥箱中烘干至恒重,得到改性蛇紋石粉;
[0026] (2)將85重量份的PHBV加入雙輥塑煉機(jī)中140°C下塑化2分鐘,將5重量份的改 性蛇紋石粉以及4重量份的環(huán)氧大豆油依次加入雙輥塑煉機(jī)繼續(xù)塑化8分鐘,薄通8次,得 到混合料;
[0027] ⑶將混合料與4重量份的相容劑、6重量份的PTFE加入密煉機(jī)中溫度為170°C、 轉(zhuǎn)速為60rpm下熔融共混12分鐘,移至雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒,得到粒料,擠出溫度為 180-205°C,轉(zhuǎn)速為800rpm,將粒料用流延膜機(jī)流延成膜,得到厚度為0.1 mm的包裝材料用 PHBV復(fù)合膜。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] 一種包裝材料用PHBV復(fù)合膜的制備方法,包括以下步驟:
[0030] (1)將蛇紋石用球磨機(jī)球磨后超細(xì)粉碎制得粒徑為3 μ m的蛇紋石粉體,將硬脂酸 鈉溶于去離子水混合均勻制得改性液,蛇紋石粉體與硬脂酸鈉的重量比為20:1,將蛇紋石 粉體加入改性液,置于溫度為80°C的恒溫水浴中攪拌30分鐘,取出、過(guò)濾,置于溫度為80°C 的干燥箱中烘干至恒重,得到改性蛇紋石粉;
[0031] (2)將88重量份的PHBV加入雙輥塑煉機(jī)中140°C下塑化2分鐘,將2. 5重量份的 改性蛇紋石粉以及4重量份的環(huán)氧大豆油依次加入雙輥塑煉機(jī)繼續(xù)塑化8分鐘,薄通8次, 得到混合料;
[0032] (3)將混合料與4重量份的相容劑、5重量份的PTFE加入密煉機(jī)中溫度為170°C、 轉(zhuǎn)速為60rpm下熔融共混12分鐘,移至雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒,得到粒料,擠出溫度為 180-205°C,轉(zhuǎn)速為800rpm,將粒料用流延膜機(jī)流延成膜,得到厚度為0.1 mm的包裝材料用 PHBV復(fù)合膜。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] 一種包裝材料用PHBV復(fù)合膜的制備方法,包括以下步驟:
[0035] (1)將蛇紋石用球磨機(jī)球磨后超細(xì)粉碎制得粒徑為3 μ m的蛇紋石粉體,將硬脂酸 鈉溶于去離子水混合均勻制得改性液,蛇紋石粉體與硬脂酸鈉的重量比為20:1,將蛇紋石 粉體加入改性液,置于溫度為80°C的恒溫水浴中攪拌30分鐘,取出、過(guò)濾,置于溫度為80°C 的干燥箱中烘干至恒重,得到改性蛇紋石粉;