一種易降解塑料袋的制作方法
【專利摘要】發(fā)明公開了一種易降解塑料袋，由以下成分制成：改性植物淀粉、聚乳酸、納米膨潤土、棉花籽油、甘蔗渣、鈦酸四丁酯、聚乙烯醇、甘油、乙烯基三乙氧基硅烷、羧甲基纖維素聚環(huán)內酯、聚羥基丁酸戊酸共聚酯、納米二氧化鈦。本發(fā)明易降解塑料袋采用的玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉，是速生、可再生資源，資源豐富，單位成本低、可替代性好，具有顯著的經濟效益和生態(tài)效益，其生物降解性優(yōu)異，在掩埋120天里，質量能降低9?11%。本發(fā)明塑料袋縱向拉伸強度可以達到16.9MPa，橫向拉伸強度可以達到15.8MPa；本發(fā)明易降解塑料袋色澤光亮，透明度好，承重能力高，能滿足顧客多裝東西和反復使用的要求；耐水性好，濕強度好。
【專利說明】
一種易降解塑料袋
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及塑料領域，特別是涉及一種易降解塑料袋。
【背景技術】
[0002]目前，中國塑料年產量為300萬噸，消費量在600萬噸以上。全世界塑料年產量為I億噸，如果按每年15%的塑料廢棄量計算，全世界年塑料廢棄量就是1500萬噸，中國的年塑料廢棄量在100萬噸以上，廢棄塑料在垃圾中的比例占到40%，這樣大量的廢棄塑料作為垃圾被埋在地下，無疑給本來就缺乏的可耕種土地帶來更大的壓力。塑料在給人們的生活帶來方便的同時，也給環(huán)境帶來了難以收拾的后患，人們把塑料給環(huán)境帶來的災難稱為“白色污染”。塑料袋的確給人們生活帶來了方便，但是這一時的方便卻帶來長久的危害。目前盡管有關降解塑料的研究和報道較多，但許多具體問題不能解決，可降解塑料袋色澤暗淡發(fā)黃，透明度低，給人一種不夠清潔和難看之感，用起來不放心。另外可降解塑料袋承重能力低，不能滿足顧客多裝東西和反復使用的要求;含淀粉的降解塑料耐水性都不好，濕強度差，一遇水則力學性能大降。

【發(fā)明內容】

[0003]
本發(fā)明的目的是提供一種易降解塑料袋，通過以下技術方案實現(xiàn):
一種易降解塑料袋，按重量份計由以下成分制成:改性植物淀粉80、聚乳酸15、棉花籽油1.2、甘蔗渣8、鈦酸四丁酯3、聚乙烯醇35、甘油5、乙烯基三乙氧基硅烷1、羧甲基纖維素聚環(huán)內酯7、聚羥基丁酸戊酸共聚酯5、納米二氧化鈦0.3;
所述改性植物淀粉按重量份計由以下成分制成:玉米淀粉25、木薯淀粉18、菱角淀粉3、醋酸乙烯酯0.8、過硫酸銨0.1、辛烯基琥珀酸酐0.3、硫酸鋁0.1，所述改性植物淀粉植物纖維制備方法為:將玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉均勻混合到一起，然后采用功率為400W的微波處理15s，然后，添加混合物0.5倍重量的水，攪拌均勻后，添加醋酸乙烯酯、過硫酸銨、琥珀酸酐、硫酸鋁過濾，采用超聲波分散處理5分鐘，然后加熱至45 V，保溫40分鐘后，冷卻至室溫，洗滌，過濾，干燥，即可；
所述甘蔗渣經過預處理:將甘蔗渣采用質量濃度為1.5%的碳酸鈉溶液浸泡15分鐘后，過濾，然后添加到質量濃度為5.5%的鹽酸溶液中，加熱至28-32 0C，持續(xù)10分鐘，然后過濾，水洗，添加甘蔗渣2倍重量的水，再添加甘蔗渣重量2%的木聚糖酶，攪拌均勻后，將液體PH值調節(jié)到8.8，溫度提高到48°C，并以250r/min速度攪拌，持續(xù)30分鐘后，過濾，水洗，再添加到質量濃度為6.8%的氫氧化鈉溶液中，加熱至55-580C，持續(xù)50分鐘后，過濾，水洗，再添加到質量濃度為0.8%的次氯酸鈉溶液中，浸泡20分鐘后，過濾，水洗，烘干，即可；
所述改性植物淀粉、鈦酸四丁酯與聚乳酸經過預混處理:將改性植物淀粉、鈦酸四丁酯與聚乳酸添加到反應釜中，攪拌均勻后，以1°C/10S的速度，將反應釜的溫度升至53°C，保溫10分鐘后，靜置，冷卻至室溫； 所述納米二氧化鈦的粒度為22-24nm，所述聚羥基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷與納米二氧化鈦經過預混處理:先將納米二氧化鈦采用質量濃度為2.65%的硬脂酸溶液在68 °C下浸泡30分鐘，然后，過濾，清洗，烘干，再將處理好的納米二氧化鈦與聚羥基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷混合到一起，加熱至78°C，以250r/min速度攪拌10分鐘后，冷卻至室溫，即可。
[0004]一種易降解塑料袋的制備方法，包括:
1)將經過混合處理的改性植物淀粉與鈦酸四丁酯和聚乳酸、棉花籽油、經過預處理的甘蔗渣、聚乙烯醇、甘油、羧甲基纖維素聚環(huán)內酯、經過共混處理的聚羥基丁酸戊酸共聚酯與乙稀基三乙氧基娃燒和納米二氧化鈦置于攪拌機中，充分攪拌混合，攪拌時間為52min，攪拌速率為120轉/min;
2)將得到的混合物置于吹膜機中，溫度為128°C，吹膜，制袋，得到塑料袋。
[0005]聚羥基丁酸戊酸共聚酯是一種生物高分子聚酯，它具有良好的生物相容性、生物降解性以及生物可吸收性，然而本身又具有一些缺點，如結晶速率慢、結晶度高、熱穩(wěn)定性差、斷裂伸長率低以及成型加工困難等，極大地限制了聚羥基丁酸戊酸共聚酯的應用;本發(fā)明經過大量的實驗研究，通過采用聚羥基丁酸戊酸共聚酯與乙烯基三乙氧基硅烷和經過處理的納米二氧化鈦一起共混，使得原本熔融過程中聚羥基丁酸戊酸共聚酯分子量大幅度下降的情況得到了改善，聚羥基丁酸戊酸共聚酯的分子量在熱降解的同時又通過擴鏈反應得到了很大程度的恢復提高，提高了 PHBV的結晶速率和結晶度，從而改善聚羥基丁酸戊酸共聚酯的初生纖維發(fā)粘和發(fā)脆的問題，并且極大的提高了其熱穩(wěn)定性、斷裂伸長率，改善了其加工性能，制備的塑料袋熱穩(wěn)定性能提高了 22%，斷裂伸長率提高了 25%，柔韌性和可拉伸性能得到極大的提高。
[0006]通過對甘蔗渣的處理，能夠改善甘蔗渣纖維的強度和韌性，提高其相容性，能夠更加好的配合其它成分性能的發(fā)揮，制備的塑料袋的抗拉強度和韌性分別提高了 12%和8.5%。
[0007]天然淀粉的高分子鏈間存在氫鍵，分子間作用力較強，因此，溶解性差，親水而不易溶于水，且加熱不熔融，300°C以后分解，成型性能較差，濕強度差，遇水后力學性能顯著降低;本發(fā)明通過采用玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉三者配合，并進行混合改性，不僅提高了其熱塑性，還能夠提高其流變性能，改善了加工成型性能，提高了濕壓強度，降低了親水性;然后對改性植物淀粉與鈦酸四丁酯與聚乳酸經過預混處理，增強了植物淀粉與聚乳酸的相容性，提高了材料的韌性和柔性，對制備的塑料袋的加工流變性能、力學性能、結晶性能以及疏水性能和降解性能都有極大的提尚，沖擊強度提尚了 45.8%，彎曲強度提尚了4.3%，斷裂伸長率和抗撕裂強度非標提高12.3%和8.9%。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明易降解塑料袋采用的玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉，是速生、可再生資源，資源豐富，單位成本低、可替代性好，具有顯著的經濟效益和生態(tài)效益，其生物降解性優(yōu)異，在掩埋120天里，質量能降低9-11%。本發(fā)明塑料袋縱向拉伸強度可以達到16.9MPa，橫向拉伸強度可以達到15.8MPa;本發(fā)明易降解塑料袋色澤光亮，透明度好，承重能力高，能滿足顧客多裝東西和反復使用的要求;耐水性好，濕強度好。
【具體實施方式】
[0009]一種易降解塑料袋，按重量份計由以下成分制成:改性植物淀粉80、聚乳酸15、棉花籽油1.2、甘蔗渣8、鈦酸四丁酯3、聚乙烯醇35、甘油5、乙烯基三乙氧基硅烷1、羧甲基纖維素聚環(huán)內酯7、聚羥基丁酸戊酸共聚酯5、納米二氧化鈦0.3;
所述改性植物淀粉按重量份計由以下成分制成:玉米淀粉25、木薯淀粉18、菱角淀粉3、醋酸乙烯酯0.8、過硫酸銨0.1、辛烯基琥珀酸酐0.3、硫酸鋁0.1，所述改性植物淀粉植物纖維制備方法為:將玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉均勻混合到一起，然后采用功率為400W的微波處理15s，然后，添加混合物0.5倍重量的水，攪拌均勻后，添加醋酸乙烯酯、過硫酸銨、琥珀酸酐、硫酸鋁過濾，采用超聲波分散處理5分鐘，然后加熱至45 V，保溫40分鐘后，冷卻至室溫，洗滌，過濾，干燥，即可；
所述甘蔗渣經過預處理:將甘蔗渣采用質量濃度為1.5%的碳酸鈉溶液浸泡15分鐘后，過濾，然后添加到質量濃度為5.5%的鹽酸溶液中，加熱至28-32 0C，持續(xù)10分鐘，然后過濾，水洗，添加甘蔗渣2倍重量的水，再添加甘蔗渣重量2%的木聚糖酶，攪拌均勻后，將液體PH值調節(jié)到8.8，溫度提高到48°C，并以250r/min速度攪拌，持續(xù)30分鐘后，過濾，水洗，再添加到質量濃度為6.8%的氫氧化鈉溶液中，加熱至55-580C，持續(xù)50分鐘后，過濾，水洗，再添加到質量濃度為0.8%的次氯酸鈉溶液中，浸泡20分鐘后，過濾，水洗，烘干，即可；
所述改性植物淀粉、鈦酸四丁酯與聚乳酸經過預混處理:將改性植物淀粉、鈦酸四丁酯與聚乳酸添加到反應釜中，攪拌均勻后，以1°C/10S的速度，將反應釜的溫度升至53°C，保溫10分鐘后，靜置，冷卻至室溫；
所述納米二氧化鈦的粒度為22-24nm，所述聚羥基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷與納米二氧化鈦經過預混處理:先將納米二氧化鈦采用質量濃度為2.65%的硬脂酸溶液在68 °C下浸泡30分鐘，然后，過濾，清洗，烘干，再將處理好的納米二氧化鈦與聚羥基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷混合到一起，加熱至78°C，以250r/min速度攪拌10分鐘后，冷卻至室溫，即可。
[0010]—種易降解塑料袋的制備方法，包括:
1)將經過混合處理的改性植物淀粉與鈦酸四丁酯和聚乳酸、棉花籽油、經過預處理的甘蔗渣、聚乙烯醇、甘油、羧甲基纖維素聚環(huán)內酯、經過共混處理的聚羥基丁酸戊酸共聚酯與乙稀基三乙氧基娃燒和納米二氧化鈦置于攪拌機中，充分攪拌混合，攪拌時間為52min，攪拌速率為120轉/min;
2)將得到的混合物置于吹膜機中，溫度為128°C，吹膜，制袋，得到塑料袋。
[0011]聚羥基丁酸戊酸共聚酯是一種生物高分子聚酯，它具有良好的生物相容性、生物降解性以及生物可吸收性，然而本身又具有一些缺點，如結晶速率慢、結晶度高、熱穩(wěn)定性差、斷裂伸長率低以及成型加工困難等，極大地限制了聚羥基丁酸戊酸共聚酯的應用;本發(fā)明經過大量的實驗研究，通過采用聚羥基丁酸戊酸共聚酯與乙烯基三乙氧基硅烷和經過處理的納米二氧化鈦一起共混，使得原本熔融過程中聚羥基丁酸戊酸共聚酯分子量大幅度下降的情況得到了改善，聚羥基丁酸戊酸共聚酯的分子量在熱降解的同時又通過擴鏈反應得到了很大程度的恢復提高，提高了 PHBV的結晶速率和結晶度，從而改善聚羥基丁酸戊酸共聚酯的初生纖維發(fā)粘和發(fā)脆的問題，并且極大的提高了其熱穩(wěn)定性、斷裂伸長率，改善了其加工性能，制備的塑料袋熱穩(wěn)定性能提高了 22%，斷裂伸長率提高了 25%，柔韌性和可拉伸性能得到極大的提高。
[0012]通過對甘蔗渣的處理，能夠改善甘蔗渣纖維的強度和韌性，提高其相容性，能夠更加好的配合其它成分性能的發(fā)揮，制備的塑料袋的抗拉強度和韌性分別提高了 12%和8.5%。
[0013]天然淀粉的高分子鏈間存在氫鍵，分子間作用力較強，因此，溶解性差，親水而不易溶于水，且加熱不熔融，300°C以后分解，成型性能較差，濕強度差，遇水后力學性能顯著降低;本發(fā)明通過采用玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉三者配合，并進行混合改性，不僅提高了其熱塑性，還能夠提高其流變性能，改善了加工成型性能，提高了濕壓強度，降低了親水性;然后對改性植物淀粉與鈦酸四丁酯與聚乳酸經過預混處理，增強了植物淀粉與聚乳酸的相容性，提高了材料的韌性和柔性，對制備的塑料袋的加工流變性能、力學性能、結晶性能以及疏水性能和降解性能都有極大的提1?，沖擊強度提1? 了 45.8%，彎曲強度提1? 了4.3%，斷裂伸長率和抗撕裂強度非標提高12.3%和8.9%。
【主權項】
1.一種易降解塑料袋，其特征在于，按重量份計由以下成分制成:改性植物淀粉80、聚乳酸15、棉花籽油1.2、甘蔗渣8、鈦酸四丁酯3、聚乙烯醇35、甘油5、乙烯基三乙氧基硅烷1、羧甲基纖維素聚環(huán)內酯7、聚羥基丁酸戊酸共聚酯5、納米二氧化鈦0.3; 所述改性植物淀粉按重量份計由以下成分制成:玉米淀粉25、木薯淀粉18、菱角淀粉3、醋酸乙烯酯0.8、過硫酸銨0.1、辛烯基琥珀酸酐0.3、硫酸鋁0.1，所述改性植物淀粉植物纖維制備方法為:將玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉均勻混合到一起，然后采用功率為400W的微波處理15s，然后，添加混合物0.5倍重量的水，攪拌均勻后，添加醋酸乙烯酯、過硫酸銨、琥珀酸酐、硫酸鋁過濾，采用超聲波分散處理5分鐘，然后加熱至45 V，保溫40分鐘后，冷卻至室溫，洗滌，過濾，干燥，即可； 所述甘蔗渣經過預處理:將甘蔗渣采用質量濃度為1.5%的碳酸鈉溶液浸泡15分鐘后，過濾，然后添加到質量濃度為5.5%的鹽酸溶液中，加熱至28-32 0C，持續(xù)10分鐘，然后過濾，水洗，添加甘蔗渣2倍重量的水，再添加甘蔗渣重量2%的木聚糖酶，攪拌均勻后，將液體PH值調節(jié)到8.8，溫度提高到48°C，并以250r/min速度攪拌，持續(xù)30分鐘后，過濾，水洗，再添加到質量濃度為6.8%的氫氧化鈉溶液中，加熱至55-580C，持續(xù)50分鐘后，過濾，水洗，再添加到質量濃度為0.8%的次氯酸鈉溶液中，浸泡20分鐘后，過濾，水洗，烘干，即可； 所述改性植物淀粉、鈦酸四丁酯與聚乳酸經過預混處理:將改性植物淀粉、鈦酸四丁酯與聚乳酸添加到反應釜中，攪拌均勻后，以1°C/10S的速度，將反應釜的溫度升至53°C，保溫10分鐘后，靜置，冷卻至室溫； 所述納米二氧化鈦的粒度為22-24nm，所述聚羥基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷與納米二氧化鈦經過預混處理:先將納米二氧化鈦采用質量濃度為2.65%的硬脂酸溶液在68 °C下浸泡30分鐘，然后，過濾，清洗，烘干，再將處理好的納米二氧化鈦與聚羥基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷混合到一起，加熱至78°C，以250r/min速度攪拌10分鐘后，冷卻至室溫，即可。2.根據權利要求1所述的一種易降解塑料袋的制備方法，其特征在于，包括: 1)將經過混合處理的改性植物淀粉與鈦酸四丁酯和聚乳酸、棉花籽油、經過預處理的甘蔗渣、聚乙烯醇、甘油、羧甲基纖維素聚環(huán)內酯、經過共混處理的聚羥基丁酸戊酸共聚酯與乙稀基三乙氧基娃燒和納米二氧化鈦置于攪拌機中，充分攪拌混合，攪拌時間為52min，攪拌速率為120轉/min; 2)將得到的混合物置于吹膜機中，溫度為128°C，吹膜，制袋，得到塑料袋。
【文檔編號】C08L67/04GK105885111SQ201610366417
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】李維光, 楊永志
【申請人】蚌埠市維光塑膠制品有限公司