一種可降解的復(fù)合薄膜及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合薄膜領(lǐng)域，特別涉及一種可降解的復(fù)合薄膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合薄膜在日常生活中發(fā)揮著重要的作用，其可以用來制備食品包裝袋、購物袋、地膜、垃圾袋等。然而，隨著復(fù)合薄膜的使用越來越頻繁，其帶來的白色污染也日趨嚴重。為了減輕白色污染，人們通過向復(fù)合薄膜的原料中添加一些能夠使塑料進行降解的成分，例如淀粉、碳酸鈣等，來制備得到可降解的復(fù)合薄膜。
[0003]舉例來說，CN104151686A提供了一種可降解復(fù)合薄膜，其組分及重量份數(shù)為:玉米淀粉40-60份，低密度聚乙烯100份，聚碳酸酯10-20份，乙烯-丁烯聚合物12-15份，聚乙烯蠟5-10份，抗氧劑2-4份，紫外線吸收劑0.5-1份，柏木油4.5-6.5份。
[0004]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]現(xiàn)有技術(shù)提供的可降解復(fù)合薄膜的成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供了一種低成本的可降解的復(fù)合薄膜及其制備方法和應(yīng)用。具體技術(shù)方案如下:
[0007]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種可降解的復(fù)合薄膜，包括以下重量份的組分:伊利石粉15-25份、無毒的有機高分子聚合物30-45份、秸桿粉5_15份、淀粉3_5份、聚乳酸5-20份。
[0008]進一步地，所述復(fù)合薄膜還包括以下重量份的組分:2-4份的抗氧劑、1-3份的微量元素添加劑。
[0009]具體地，所述淀粉為改性淀粉。
[0010]具體地，所述淀粉選自玉米淀粉、紅薯淀粉、木薯淀粉、魔芋淀粉中的至少一種。
[0011]具體地，所述無毒的有機高分子聚合物選自聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇月旨、聚苯乙烯中的至少一種。
[0012]具體地，所述伊利石粉包括質(zhì)量分數(shù)至少為50%的白云母。
[0013]作為優(yōu)選，所述伊利石粉包括以下質(zhì)量百分含量的成分:64.28% -72%的Si02、12.80% -16.30% 的 Α1203、0.61% -1.95% 的 MgO、3.61% -5.21%的1(20、1.92% -3.98% 的Na20,3.20% -5.08%的 Ca0、0.39% -0.94%的 Ti02、l.95% -4.79%的 Fe203。
[0014]第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種上述的復(fù)合薄膜的制備方法，包括:按照復(fù)合薄膜中各組分的重量份配比，將伊利石粉、無毒的有機高分子聚合物、秸桿粉、淀粉、以及可選的抗氧劑和微量元素添加劑按比例混合均勻，熔融造粒，然后經(jīng)擠出成型機吹塑成型，制備得到復(fù)合薄膜。
[0015]作為優(yōu)選，所述伊利石粉的目數(shù)為800-2000目；所述秸桿粉的目數(shù)為800-2000目。
[0016]具體地，在所述經(jīng)擠出成型機吹塑成型的過程中，所述擠出成型機的機頭溫度為190-2000C ;機筒溫度分為 3 區(qū)，分別為 I 區(qū) 150-170°C，2 區(qū) 170_180°C，3 區(qū) 190-200°C ο
[0017]第三方面，本發(fā)明實施例提供了上述的復(fù)合薄膜在制備保鮮膜、食品包裝袋、藥品包裝袋、地膜和棚膜中的應(yīng)用。
[0018]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0019]本發(fā)明實施例提供的復(fù)合薄膜，包括以下重量份的組分:伊利石粉15-25份、無毒的有機高分子聚合物30-45份、秸桿粉5-15份、淀粉3-5份、聚乳酸5_20份。通過上述各組分制備得到的復(fù)合薄膜不僅成本低廉，且具有良好的生物降解性，更加安全環(huán)保，能夠廣泛用于保鮮膜、食品包裝袋、藥品包裝袋、地膜和棚膜中，具有較高的經(jīng)濟適應(yīng)性。
【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0021]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種可降解的復(fù)合薄膜，包括以下重量份的組分:伊利石粉15-25份、無毒的有機高分子聚合物30-45份、秸桿粉5_15份、淀粉3_5份、聚乳酸5-20份。
[0022]本發(fā)明實施例提供的包括上述組分的復(fù)合薄膜，通過以上各組分的協(xié)同復(fù)配作用，所制備的復(fù)合薄膜不僅成本低廉，且具有良好的生物降解性，更加安全環(huán)保，能夠廣泛用于食品包裝袋、藥品包裝袋及地膜中，具有較高的經(jīng)濟適應(yīng)性。進一步地，本發(fā)明實施例提供的復(fù)合薄膜，由于其中含有秸桿粉、聚乳酸、淀粉和伊利石粉，不僅使其更易生物降解，且在該復(fù)合薄膜降解后，其中的秸桿粉、聚乳酸、淀粉和伊利石粉均可作為土壤中的營養(yǎng)成分，促進植物的生長發(fā)育。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解得是，通過上述含量的無毒的有機高分子聚合物的加入，能夠賦予所制備的復(fù)合薄膜期望的強度和彈性。
[0023]特別的是，由于本發(fā)明實施例提供的可降解復(fù)合薄膜中含有大量的伊利石粉，一方面，伊利石粉價格低廉，更利于降低該復(fù)合薄膜的成本。另一方面，伊利石粉安全無毒，更加環(huán)保，且其在復(fù)合薄膜降解(降解時間為2-10個月)后不僅能提供植物生長所必須的營養(yǎng)元素，利于植物的正常生長發(fā)育，還能吸附土壤中的重金屬(例如鉻、鉛、銫等)，防治土壤板結(jié)和二次污染，提高植物對有益礦質(zhì)元素的吸收和利用，有效改善土壤結(jié)構(gòu)。而且，該復(fù)合薄膜降解后施于土壤中，其中的伊利石粉能夠賦予土壤良好的保溫性，有效促進植物的生長發(fā)育，提高產(chǎn)量。
[0024]具體地，上述無毒的有機高分子聚合物選自聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇月旨、聚苯乙烯中的至少一種，優(yōu)選聚乙烯。
[0025]具體地，本發(fā)明實施例中所述的“聚乳酸”通過使用可再生的植物資源(如玉米)中所提取的淀粉制備得到，其中淀粉經(jīng)由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸，再通過化學(xué)合成方法合成一定分子量的聚乳酸。所制備的聚乳酸具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，無毒無害，不污染環(huán)境。本發(fā)明實施例中通過聚乳酸顆粒的加入能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合薄膜的快速降解，且在其降解后進一步提供營養(yǎng)成分促進作物的生長發(fā)育。舉例來說，該聚乳酸可以為本領(lǐng)域常見的市售的顆粒狀聚乳酸原料，例如平湖市金秋工貿(mào)有限公司銷售的聚乳酸，或者美國NatureWork銷售的2003D透明聚乳酸PAL原料。
[0026]進一步地，為了提高該復(fù)合薄膜的隔氧性以及在該復(fù)合薄膜降解后使其能夠為土壤補充更多的微量元素。該復(fù)合薄膜還包括以下重量份的組分:2-4份的抗氧劑、1-3份的微量元素添加劑?？梢岳斫獾氖牵鲜觥翱寡鮿?、“微量元素添加劑”均為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，它們可以為常見的市售產(chǎn)品。
[0027]更進一步地，還可以向該復(fù)合薄膜中加入一些常見的塑料助劑，例如光敏促進劑、降解促進劑，以及著色劑等，以提高該復(fù)合薄膜的降解性能及可視性。
[0028]由上述可知，本發(fā)明實施例還提供了一種具有優(yōu)選配比組分的復(fù)合薄膜，其包括以下重量份的組分:伊利石粉15-25份、聚乙烯35-40份、秸桿粉5_15份、聚乳酸5_20份、淀粉4-5份、2-3份的抗氧劑、2-3份的微量元素添加劑。更優(yōu)選地，該復(fù)合薄膜包括以下重量份的組分:伊利石粉20份、聚乙烯38份、秸桿粉15份、聚乳酸10份、淀粉4.5份、2.5份的抗氧劑以及2.5份的微量元素添加劑。
[0029]具體地，上述淀粉可以為改性淀粉，也可以選自玉米淀粉、紅薯淀粉、木薯淀粉、魔芋淀粉中的至少一種。其中，改性淀粉可以為本領(lǐng)域常見的市售產(chǎn)品。通過選用上述種類的淀粉，不僅能降低復(fù)合薄膜的成本，且利于提高該復(fù)合薄膜的生物降解性。
[0030]具體地，本發(fā)明實施例中所用的伊利石粉包括質(zhì)量分數(shù)至少為50 %的白云母。更具體地，該伊利石粉包括以下質(zhì)量百分含量的成分:64.28 % -72 %的Si02、12.80% -16.30% 的 Α1203、0.61% -1.95% 的 Mg0、3.61% -5.21%的1(20、1.92% -3.98% 的Na20,3.20% -5.08%的 CaO,0.39% -0.94%的 T12U.95% -4.79%的 Fe2O3° 具有上述成分限定的伊利石一方面具有良好的隔熱、絕緣性能及化學(xué)穩(wěn)定性，能有效提高復(fù)合薄膜的綜合性能，例如耐熱、耐腐蝕及抗靜電性能。此外，該類成分的伊利石粉更加容易降解，其降解后可作為長效底肥及土壤改良劑，利于在低溫下提高地溫并疏松土壤，從而改善土壤結(jié)構(gòu)，更利于植物的生長發(fā)育。
[0031]第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種上述的復(fù)合薄膜的制備方法，包括:按照復(fù)合薄膜中各組分的重量份配比，將伊利石粉、無毒的有機高分子聚合物、秸桿粉、聚乳酸、淀粉、以及可選的抗氧劑和微量元素添加劑按比例混合均勻，熔融造粒，然后經(jīng)擠出成型機吹塑成型，制備得到復(fù)合薄膜。
[0032]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，上述“將伊利石粉、無毒的有機高分子聚合物、秸桿粉、聚乳酸、淀粉、以及可選的抗氧劑和微量元素添加劑按比例混合均勻”指的是可以按配制比例，將伊利石粉、無毒的有機高分子聚合物、稻桿粉、淀粉混合均勾，以此作為原料制備得到復(fù)合薄膜?；蛘哌€可以按照配制比例，將伊利石粉、無毒的有機高分子聚合物、秸桿粉、聚乳酸、淀粉、抗氧劑和微量元素添加劑混合均勻，并以此作為原料制備得到復(fù)合薄膜。
[0033]作為優(yōu)選，該復(fù)合薄膜中，伊利石粉的目數(shù)為800-2000目；秸桿粉的目數(shù)為800-2000目ο通過將上述各組分限定為特定的目數(shù)，不僅能簡化該復(fù)合薄膜的制備工藝，且能夠使所制備的薄膜手感更加光滑。舉例來說，該伊利石粉的目數(shù)可以為850目、900目、950目等；秸桿粉的目數(shù)可以為850目、900目、950目等。此外，所用的聚乙烯可以選自市售的薄膜料級別的聚乙烯顆粒。
[0034]其中，在制備復(fù)合薄膜的過程中，上述的“熔融造粒，然后經(jīng)擠出成型機吹塑成型”均為本領(lǐng)域常見的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例在此不對其作具體限定。
[0035]進一步地，為了提高所制備的復(fù)合薄膜的性能，在上述的經(jīng)擠出成型機吹塑成型