一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：聚乳酸80?85、玉米淀粉20?25、甘油12?14、環(huán)氧氯丙烷1.6?2、1mol/L的氫氧化鈉溶液適量、1mol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25?30、硅烷偶聯(lián)劑kh?550 0.8?1、納米二氧化鈦4.5?6、十二烷基苯磺酸鈉0.5?0.7、苯并三唑1?1.5、抗氧劑1010 0.8?1、聚乙烯吡咯烷酮1?2；本發(fā)明在聚乳酸密煉過程中添加納米二氧化鈦、苯并三唑、抗氧劑1010等協(xié)同作用，能夠達(dá)到阻隔紫外線的作用，延緩了光氧化酸敗作用，可以用作食品包裝袋、保鮮膜等，起到保鮮的作用。
【專利說明】
一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用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，特別是一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]天然高分子材料是可循環(huán)利用的一種資源，它能夠被微生物分解為對環(huán)境無污染的物質(zhì)，如無機(jī)小分子物質(zhì)、水和二氧化碳等，而且天然高分子材料具有極強的可塑性，可以通過多種改性方法使之成為所希望的具有某種特殊性質(zhì)的功能材料，因此，許多國家對天然高分子材料的研發(fā)都投入了大量的人力物力并取得了許多優(yōu)秀的成果。
[0003]聚乳酸材料是目前應(yīng)用最為廣泛的可降解塑料材料之一，作為包裝薄膜材料，PLA具有很好的透明度、機(jī)械性能和生物相容性，高強度、熱塑性、疏水性、成型加工容易、可完全降解，降解產(chǎn)物對人體無毒無害，來源于可再生資源，易于回收利用等優(yōu)點，但是聚乳酸價格昂貴、高脆性、低韌性的缺陷影響了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。聚乳酸作為單一單體合成的可降解材料在機(jī)械性能，加工性能以及其他功能特性上不能達(dá)到社會對材料性能的廣泛要求，所以我們要對生物可降解材料采取一些方法進(jìn)行改性，對其不足的性能進(jìn)行補強，從而使環(huán)境友好型的生物可降解材料適用范圍更加廣泛。
[0004]近期天然纖維的研究也廣受關(guān)注，與碳纖維、玻璃纖維相比，天然纖維(如木纖維、麻纖維、竹纖維等)由于具有價格低，可再生，可降解等一系列優(yōu)點而在增強復(fù)合材料中得到廣泛應(yīng)用，而且天然纖維與生物可降解材料的復(fù)合既可以增強生物可降解材料的力學(xué)性能又保證了復(fù)合材料的可再生可降解性能。其中麻纖維由于纖維素含量高、強度高，因此可作為良好的增強組分制備復(fù)合材料。在麻纖維中，漢麻纖維有較高的比強度和比模量等力學(xué)性能，同時我國的漢麻產(chǎn)量居世界之首，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用價值。
[0005]本發(fā)明擬將漢麻-淀粉-聚乳酸共混制成可降解塑料薄膜，綜合了聚乳酸的高性能，淀粉的低成本，漢麻的韌性高等優(yōu)點，不但能夠部分替代傳統(tǒng)石油基塑料，更解決了單純聚乳酸存在的缺陷，是一種極具開發(fā)前景的新型可降解塑料產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜及其制備方法。本發(fā)明在聚乳酸密煉過程中添加納米二氧化鈦、苯并三唑、抗氧劑1010等協(xié)同作用，能夠達(dá)到阻隔紫外線的作用，延緩了光氧化酸敗作用。
[0007]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜，由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸80-85、玉米淀粉20-25、甘油12-14、環(huán)氧氯丙烷1.6-2、lmol/L的氫氧化鈉溶液適量、lmol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25-30、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.8-1、納米二氧化鈦
4.5-6、十二烷基苯磺酸鈉0.5-0.7、苯并三唑1-1.5、抗氧劑1010 0.8_1、聚乙烯吡咯烷酮1- 2；
本發(fā)明所述一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜，由以下具體步驟制成:
(1)將漢麻纖維放入倍量的lmol/L的氫氧化鈉溶液中，常壓下，加熱至100°C，蒸煮2.5-3小時，冷去后取出用Imo I /L的鹽酸洗至中性，放入烘箱中烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎成200目粉末待用；將硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于蒸餾水中，形成濃度為1%的硅烷偶聯(lián)劑kh-550水溶液，將粉碎成200目的漢麻纖維浸泡其中，加熱至40-50°C，浸泡40-60分鐘后過濾出沉淀物，然后讓入烘箱中，以90-100°C干燥3-4小時即得表面處理的漢麻纖維粉料；
(2)將玉米淀粉溶于3倍量的蒸餾水中，邊攪拌邊滴入lmol/L的氫氧化鈉溶液，直到pH值為9.5，然后在水浴條件下緩慢滴入環(huán)氧氯丙烷，控制水浴溫度為50°C，攪拌反應(yīng)4-5小時后，用lmol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值到6.5，靜置30分鐘后棄去上清液，用蒸餾水洗滌，放入烘箱中烘干待用；
(3)將步驟(I)得到的表面處理的漢麻纖維粉料與步驟(2)得到的烘干后的玉米淀粉混合后與甘油混合，放入捏合機(jī)中，在100-120°C的條件下捏合30-40分鐘后擠出，然后將擠出的混合物放入球磨機(jī)中球磨6-8小時，然后放入烘箱中，在130-140°C條件下烘干即得增強母料；
(4)將聚乙烯吡咯烷酮加入2-3倍量的蒸餾水中，加熱至完全溶解，然后將納米二氧化鈦加入其中，放入球磨機(jī)中，球磨50-60分鐘后倒出，加入十二烷基苯磺酸鈉、苯并三唑、抗氧劑11，放入混煉機(jī)中，以60-80 0C的溫度混煉10-15分鐘后送去擠出造粒機(jī)中造粒，然后放入烘箱中烘干得到干燥顆粒；
(5)將聚乳酸與步驟(4)得到的干燥顆粒共同加入密煉機(jī)中，以150°C的溫度塑煉8-10分鐘，然后加入步驟(3)得到的增強母料，繼續(xù)混煉15-18分鐘后進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明添加甘油與環(huán)氧氯丙烷對玉米淀粉進(jìn)行改性，能夠解決淀粉與聚乳酸形容性不好的問題，同時提高復(fù)合材料的強度以及韌性，同時能夠降低產(chǎn)品的整體成本;利用KH550硅烷偶聯(lián)劑對漢麻纖維進(jìn)行預(yù)處理，從而改善界面接觸效果以及相容性，能夠提尚材料的機(jī)械性能。
[0009]本發(fā)明在聚乳酸密煉過程中添加納米二氧化鈦、苯并三唑、抗氧劑1010等協(xié)同作用，能夠達(dá)到阻隔紫外線的作用，延緩了光氧化酸敗作用。本發(fā)明制成的產(chǎn)品具有良好的韌性以及力學(xué)性能，在自然條件下容易降解，安全環(huán)保，工藝創(chuàng)新且便于工業(yè)化控制，可以用作食品包裝袋、保鮮膜等，起到保鮮的作用。
具體實施方案
[0010]下面通過具體實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0011]—種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:聚乳酸80、玉米淀粉20、甘油12、環(huán)氧氯丙烷1.6、lmol/L的氫氧化鈉溶液適量、lmol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.8、納米二氧化鈦4.5、十二烷基苯磺酸鈉0.5、苯并三唑1、抗氧劑1010 0.8、聚乙烯吡咯烷酮I ；
本發(fā)明所述一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜，由以下具體步驟制成:
(1)將漢麻纖維放入倍量的lmol/L的氫氧化鈉溶液中，常壓下，加熱至100°C，蒸煮2.5小時，冷去后取出用Imo 1/L的鹽酸洗至中性，放入烘箱中烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎成200目粉末待用;將硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于蒸餾水中，形成濃度為1%的硅烷偶聯(lián)劑kh-550水溶液，將粉碎成200目的漢麻纖維浸泡其中，加熱至40-50°C，浸泡40分鐘后過濾出沉淀物，然后讓入烘箱中，以90-100°C干燥3小時即得表面處理的漢麻纖維粉料；
(2)將玉米淀粉溶于3倍量的蒸餾水中，邊攪拌邊滴入lmol/L的氫氧化鈉溶液，直到pH值為9.5，然后在水浴條件下緩慢滴入環(huán)氧氯丙烷，控制水浴溫度為50°C，攪拌反應(yīng)4小時后，用lmol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值到6.5，靜置30分鐘后棄去上清液，用蒸餾水洗滌，放入烘箱中烘干待用；
(3)將步驟(I)得到的表面處理的漢麻纖維粉料與步驟(2)得到的烘干后的玉米淀粉混合后與甘油混合，放入捏合機(jī)中，在100-120°C的條件下捏合30分鐘后擠出，然后將擠出的混合物放入球磨機(jī)中球磨6小時，然后放入烘箱中，在130-140°C條件下烘干即得增強母料；
(4)將聚乙烯吡咯烷酮加入2-3倍量的蒸餾水中，加熱至完全溶解，然后將納米二氧化鈦加入其中，放入球磨機(jī)中，球磨50分鐘后倒出，加入十二烷基苯磺酸鈉、苯并三唑、抗氧劑1010，放入混煉機(jī)中，以60-800C的溫度混煉10分鐘后送去擠出造粒機(jī)中造粒，然后放入烘箱中烘干得到干燥顆粒；
(5)將聚乳酸與步驟(4)得到的干燥顆粒共同加入密煉機(jī)中，以150°C的溫度塑煉8分鐘，然后加入步驟(3)得到的增強母料，繼續(xù)混煉15分鐘后進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0012]將本發(fā)明產(chǎn)品進(jìn)行堆肥實驗，結(jié)果表明，在81天后的生物分解率>60%。按照GB/T1040.3-2006進(jìn)行力學(xué)性能測試，橫向拉伸負(fù)荷為4.19N，橫向斷裂伸長率為842.9%;縱向拉伸負(fù)荷為4.08N，縱向斷裂伸長率為641.6%，檢測結(jié)果說明本發(fā)明產(chǎn)品已達(dá)到普通塑料膜的要求，相關(guān)指標(biāo)優(yōu)于國家對生物可降解材料的規(guī)定要求。
【主權(quán)項】
1.一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸80-85、玉米淀粉20-25、甘油12-14、環(huán)氧氯丙烷1.6-2、lmol/L的氫氧化鈉溶液適量、lmol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25-30、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.8-1、納米二氧化鈦4.5-6、十二烷基苯磺酸鈉0.5-0.7、苯并三唑1-1.5、抗氧劑1010 0.8_1、聚乙烯吡咯烷酮1-2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種能夠阻隔紫外線的食品包裝用全降解塑料薄膜，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將漢麻纖維放入倍量的lmol/L的氫氧化鈉溶液中，常壓下，加熱至100°C，蒸煮2.5-3小時，冷去后取出用Imo I /L的鹽酸洗至中性，放入烘箱中烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎成200目粉末待用；將硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于蒸餾水中，形成濃度為1%的硅烷偶聯(lián)劑kh-550水溶液，將粉碎成200目的漢麻纖維浸泡其中，加熱至40-50°C，浸泡40-60分鐘后過濾出沉淀物，然后讓入烘箱中，以90-100°C干燥3-4小時即得表面處理的漢麻纖維粉料； (2)將玉米淀粉溶于3倍量的蒸餾水中，邊攪拌邊滴入lmol/L的氫氧化鈉溶液，直到pH值為9.5，然后在水浴條件下緩慢滴入環(huán)氧氯丙烷，控制水浴溫度為50°C，攪拌反應(yīng)4-5小時后，用lmol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值到6.5，靜置30分鐘后棄去上清液，用蒸餾水洗滌，放入烘箱中烘干待用； (3)將步驟(I)得到的表面處理的漢麻纖維粉料與步驟(2)得到的烘干后的玉米淀粉混合后與甘油混合，放入捏合機(jī)中，在100-120°C的條件下捏合30-40分鐘后擠出，然后將擠出的混合物放入球磨機(jī)中球磨6-8小時，然后放入烘箱中，在130-140°C條件下烘干即得增強母料； (4)將聚乙烯吡咯烷酮加入2-3倍量的蒸餾水中，加熱至完全溶解，然后將納米二氧化鈦加入其中，放入球磨機(jī)中，球磨50-60分鐘后倒出，加入十二烷基苯磺酸鈉、苯并三唑、抗氧劑11，放入混煉機(jī)中，以60-80 0C的溫度混煉10-15分鐘后送去擠出造粒機(jī)中造粒，然后放入烘箱中烘干得到干燥顆粒； (5)將聚乳酸與步驟(4)得到的干燥顆粒共同加入密煉機(jī)中，以150°C的溫度塑煉8-10分鐘，然后加入步驟(3)得到的增強母料，繼續(xù)混煉15-18分鐘后進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
【文檔編號】C08L97/02GK105968750SQ201610114716
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月1日
【發(fā)明人】李峰, 鄭志龍
【申請人】安徽猛牛彩印包裝有限公司