本發(fā)明涉及生物可降解材料的，特別是一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料以及制備工藝。

背景技術(shù)：

1、塑料包裝占全球消費(fèi)的30％，從可重復(fù)使用材料到一次性材料的使用增長(zhǎng)速度越來(lái)越快。目前，超過99％的塑料包裝，包括一次性吸管、塑料袋和餐具，都是由石油基聚合物制成的。這些塑料包裝通常在環(huán)境中存在數(shù)百年，不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且對(duì)人類健康構(gòu)成了極大的威脅。隨著塑料限購(gòu)政策的出臺(tái)和世界綠色化學(xué)的發(fā)展，利用可再生生物質(zhì)資源開發(fā)新型可降解材料受到了廣泛的關(guān)注。

2、目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)的吸管包括紙吸管、pla吸管、蔗渣吸管、不銹鋼吸管、玻璃吸管、硅膠吸管和竹吸管等，大大減少了日常生活中一次性塑料制品的使用。然而，上述吸管在生產(chǎn)過程中存在的諸多問題：要么所用原材料成本較高，生產(chǎn)工藝繁瑣，對(duì)企業(yè)造成很大的資金及儲(chǔ)存壓力，例如玻璃吸管、硅膠吸管；要么機(jī)械強(qiáng)度不夠，使用壽命較短，例如紙吸管、pla吸管；要么可降解率不高，對(duì)環(huán)境存在二次污染，例如蔗渣吸管；要么所得吸管在使用過程中遇水易軟化、變散，例如紙吸管；要么不易清潔，易發(fā)霉，使用體驗(yàn)感較差，例如竹吸管、不銹鋼吸管。上述問題極大的限制了生物質(zhì)吸管的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。

3、稻殼是稻谷加工的主要副產(chǎn)品，一般加工1噸的稻谷可產(chǎn)生200公斤稻殼，是中國(guó)最普遍存在的農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物之一。中國(guó)年產(chǎn)稻谷2億噸以上，產(chǎn)生稻殼廢棄物資源可達(dá)4000多萬(wàn)噸。稻殼含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、硅化合物以及粗蛋白和粗脂肪等，是重要的生物質(zhì)資源，具有很大利用價(jià)值。目前將稻殼還是主要作為燃料或者直接作為廢物處理，綜合利用率不足，遠(yuǎn)未得以充分使用。

4、有鑒于此，本發(fā)明人專門設(shè)計(jì)了一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料以及制備工藝。，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料以及制備工藝，擬解決現(xiàn)有吸管難降解、成本高、易造成環(huán)境污染及海洋生態(tài)污染等問題；具體以廢棄的生物質(zhì)資源稻殼和貝殼等為主要原材料，大大降低了生產(chǎn)成本且環(huán)境友好；同時(shí)添加了疏水劑、抗菌劑等提高生物質(zhì)吸管的機(jī)械性能、疏水和抗菌性能；且該可降解生物質(zhì)基吸管材料使用壽命長(zhǎng)，不易變形，具有廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

2、一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料，所述可降解生物質(zhì)基吸管的材料包括以下重量份數(shù)計(jì)的組分：

3、稻殼粉50-100份；

4、貝殼粉20-70份；

5、聚羥基脂肪酸酯(pha)20-60份；

6、甲殼素10-30份；

7、單寧酸5-30份；

8、十六烷基三甲氧基硅烷(hdtms)5-20份；

9、多巴胺2-10份。

10、進(jìn)一步的，所述甲殼素的制備工藝如下：

11、(1)將洗凈的甲殼加入鹽酸溶液中，在一定溫度下劇烈攪拌3-8小時(shí)；

12、(2)然后用氫氧化鈉處理去除強(qiáng)結(jié)合蛋白；

13、(3)離心、洗滌，將懸浮液透析直至酸堿度為中性；

14、(4)將懸浮液在真空冷凍干燥機(jī)中凍干得到甲殼素。

15、進(jìn)一步的，所述甲殼為海洋節(jié)肢動(dòng)物的甲殼、昆蟲的甲殼等，且甲殼的質(zhì)量為1-20g，溫度為60-120度；其中海洋節(jié)肢動(dòng)物為蝦、蟹、皮皮蝦、龍蝦中的任意一種或任意兩種及以上。

16、進(jìn)一步的，所述鹽酸和氫氧化鈉的濃度分別為1-10mol/l、2-8mol/l。

17、進(jìn)一步的，所述真空冷凍干燥機(jī)的溫度為零下50-80℃，冷凍時(shí)間為12-24小時(shí)。

18、進(jìn)一步的，所述稻殼粉為產(chǎn)米過程中所產(chǎn)生的農(nóng)廢物，其平均粒徑為100～2000目。

19、進(jìn)一步的，所述貝殼粉的平均粒徑為200～5000目。

20、本發(fā)明還提供一種可降解生物質(zhì)基吸管的制備工藝，包括如下步驟：

21、(1)按比例稱取稻殼粉，貝殼粉、甲殼素、單寧酸、十六烷基三甲氧基硅烷和多巴胺加入到高速混合機(jī)里混合攪拌，然后加入一定量聚羥基脂肪酸酯，繼續(xù)攪拌；

22、(2)混合高速混煉機(jī)中物料粘度增加，物料溫度升高后，停止混合，出料待用；

23、(3)將混合后物料倒入料桶，啟動(dòng)密煉機(jī)設(shè)置加熱溫度，倒入物料，物料經(jīng)均勻密煉成膠狀后直接導(dǎo)入擠出機(jī)，將4段模溫分別設(shè)為一定溫度經(jīng)吸管模頭擠出拉條、快速水冷到室溫，待吸管定型后以熱風(fēng)將其風(fēng)干，最后將其切成條即為一種可降解生物質(zhì)基吸管，再進(jìn)入uv紫外線和臭氧殺菌后進(jìn)行密封包裝。

24、進(jìn)一步的，步驟(2)中，所述物料溫度升高到60-100℃，停止混合。

25、進(jìn)一步的，步驟(3)中，所述密煉機(jī)設(shè)置的加熱溫度設(shè)定為60-100℃，4段加熱溫度分別為60℃-100℃、80℃-125℃、80℃-110℃和80℃-120℃，機(jī)頭出料口模溫為100℃-130℃。

26、本發(fā)明具有以下有益效果：

27、(1)本發(fā)明采用主要原料為廢棄生物質(zhì)稻殼及貝殼粉等可降解材料，成本較低，節(jié)約資源，對(duì)環(huán)境較為友好，實(shí)現(xiàn)了生物廢棄物循環(huán)利用；

28、(2)本發(fā)明提供的可降解生物質(zhì)基吸管具有良好的機(jī)械性能和疏水性能，可以延長(zhǎng)吸管在水中的使用時(shí)間，有效解決了吸管使用過程中遇水容易變軟甚至變散的問題，優(yōu)化了吸管的使用體驗(yàn)，有廣泛的應(yīng)用前景；

29、(3)本發(fā)明可解決吸管在運(yùn)輸、保存過程中因天氣潮濕引起微生物快速生長(zhǎng)導(dǎo)致的發(fā)霉等問題；本發(fā)明吸管的原材料中，多巴胺具有抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的作用，可以延長(zhǎng)吸管的儲(chǔ)存時(shí)間，提高安全性；

30、(4)本發(fā)明可以解決不可降解塑料吸管帶來(lái)的環(huán)境污染問題，完全可以替代現(xiàn)有的大部分的吸管，具有較高的社會(huì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料，其特征在于，所述可降解生物質(zhì)基吸管的材料包括以下重量份數(shù)計(jì)的組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料，其特征在于，所述甲殼素的制備工藝如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料，其特征在于，所述甲殼為海洋節(jié)肢動(dòng)物的甲殼、昆蟲的甲殼，且甲殼的質(zhì)量為1-20g，溫度為60-120度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料，其特征在于，所述鹽酸和氫氧化鈉的濃度分別為1-10mol/l、2-8mol/l；所述真空冷凍干燥機(jī)的溫度為零下50-80℃，冷凍時(shí)間為12-24小時(shí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料，其特征在于，所述稻殼粉為產(chǎn)米過程中所產(chǎn)生的農(nóng)廢物，其平均粒徑為100～2000目。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料，其特征在于，所述貝殼粉的平均粒徑為200～5000目。

7.一種可降解生物質(zhì)基吸管的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可降解生物質(zhì)基吸管材料的制備工藝，其特征在于，步驟(2)中，所述物料溫度升高到60-100℃，停止混合。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可降解生物質(zhì)基吸管材料的制備工藝，其特征在于，步驟(3)中，所述密煉機(jī)設(shè)置的加熱溫度設(shè)定為60-100℃，4段加熱溫度分別為60℃-100℃、80℃-125℃、80℃-110℃和80℃-120℃，機(jī)頭出料口模溫為100℃-130℃，且得到的吸管進(jìn)入uv紫外線和臭氧殺菌后進(jìn)行密封包裝。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種可降解生物質(zhì)基吸管的材料，所述可降解生物質(zhì)基吸管的材料包括以下重量份數(shù)計(jì)的組分：稻殼粉50?100份、貝殼粉20?70份、聚羥基脂肪酸酯20?60份、甲殼素10?30份、單寧酸5?30份、十六烷基三甲氧基硅烷5?20份、多巴胺2?10份；還提供一種可降解生物質(zhì)基吸管的制備工藝，用于制備一種可降解生物質(zhì)基吸管；本發(fā)明所得可降解生物質(zhì)基吸管具有良好的可降解性、機(jī)械韌性、抗氧化性、抗菌性，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，原料來(lái)源廣泛、成本低廉，且綠色環(huán)保，對(duì)環(huán)境無(wú)壓力，適合廣泛推廣應(yīng)用，可替代一次性塑料吸管，解決現(xiàn)有技術(shù)一次性塑料吸管難以降解，成本高，易造成環(huán)境和海洋生態(tài)污染的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：楊大鵬,張曉艷,莊展鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門非常稻生物科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10