一種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：聚乳酸70?75、聚碳酸亞丙酯10?12、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、抗氧劑1010 1.5?2、白凡士林6?7、乙二醛1?2；本發(fā)明對(duì)聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林等成分先進(jìn)行預(yù)混合，再進(jìn)行密煉成形，能夠使得疏水成分充分分散均勻，從而提高產(chǎn)品表面的疏水性，降低水蒸氣的透過(guò)性，而且成本低廉，便于生產(chǎn)控制，可用于保鮮膜、保鮮袋或者食品包裝袋。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合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，特別是一種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了減少石油基塑料材料的使用，保護(hù)環(huán)境，緩解當(dāng)下日益嚴(yán)峻的石油資源短缺的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)和利用生物基可降解的環(huán)保型塑料材料成了包裝材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。
[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(qiáng)度、熱塑性、成型加工容易、可完全降解，降解產(chǎn)物對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害，來(lái)源于可再生資源，易于回收利用等優(yōu)點(diǎn)，但是聚乳酸價(jià)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(huì)對(duì)材料性能的廣泛要求，所以我們要對(duì)生物可降解材料采取一些方法進(jìn)行改性，對(duì)其不足的性能進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，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(jià)格低，可再生，可降解等一系列優(yōu)點(diǎn)而在增強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度高，因此可作為良好的增強(qiáng)組分制備復(fù)合材料。在麻纖維中，漢麻纖維有較高的比強(qiáng)度和比模量等力學(xué)性能，同時(shí)我國(guó)的漢麻產(chǎn)量居世界之首，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用價(jià)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(diǎn)，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(kāi)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疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜及其制備方法。本發(fā)明首先利用硅烷偶聯(lián)劑kh-550對(duì)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，能夠提高材料的機(jī)械性能;再通過(guò)一系列的工藝對(duì)玉米淀粉進(jìn)行改性后添加到整體產(chǎn)品中，解決了與聚乳酸形容性不好的問(wèn)題，同時(shí)提高復(fù)合材料的強(qiáng)度以及韌性，同時(shí)可大大降低產(chǎn)品的整體成本，最后通過(guò)添加白凡士林與乙二醛，對(duì)成分進(jìn)行疏水改性，使得制成的薄膜疏水性能整體提高。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施:
一種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜，由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸70-75、聚碳酸亞丙酯10-12、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、抗氧劑1010 1.5-2、白凡士林 6-7、乙二醛 1-2; 本發(fā)明所述一種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜，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(shí)，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(guò)濾出沉淀物，然后讓入烘箱中，以90-100°C干燥3-4小時(shí)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(shí)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(shí)，然后放入烘箱中，在130-140°C條件下烘干即得增強(qiáng)母料；
(4)將聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林混合均勾后，在80°C的烘箱中預(yù)熱2小時(shí)，然后送入混合機(jī)中，以300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌12分鐘，再以2000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌6分鐘，再將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，在溫度為160-180°C條件下進(jìn)行擠出造粒得到預(yù)混合顆粒；
(5)將預(yù)混合顆粒加入密煉機(jī)中，以150°C的溫度塑煉3-5分鐘，然后加入步驟(3)得到的增強(qiáng)母料以及其余剩余成分，繼續(xù)混煉10-12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(duì)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(wèn)題，同時(shí)提高復(fù)合材料的強(qiáng)度以及韌性，同時(shí)能夠降低產(chǎn)品的整體成本;利用KH550硅烷偶聯(lián)劑對(duì)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)明對(duì)聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林等成分先進(jìn)行預(yù)混合，再進(jìn)行密煉成形，能夠使得疏水成分充分分散均勻，從而提高產(chǎn)品表面的疏水性，降低水蒸氣的透過(guò)性，而且成本低廉，便于生產(chǎn)控制，可用于保鮮膜、保鮮袋或者食品包裝袋。
具體實(shí)施方案
[0010]下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0011]—種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:聚乳酸70、聚碳酸亞丙酯10、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、抗氧劑1010 1.5、白凡士林6、乙二醛I;
本發(fā)明所述一種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜，由以下具體步驟制成:
(I)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(shí)，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(guò)濾出沉淀物，然后讓入烘箱中，以90-100°C干燥3小時(shí)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(shí)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小時(shí)，然后放入烘箱中，在130-140°C條件下烘干即得增強(qiáng)母料；
(4)將聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林混合均勾后，在80°C的烘箱中預(yù)熱2小時(shí)，然后送入混合機(jī)中，以300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌12分鐘，再以2000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌6分鐘，再將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，在溫度為160-180°C條件下進(jìn)行擠出造粒得到預(yù)混合顆粒；
(5)將預(yù)混合顆粒加入密煉機(jī)中，以150°C的溫度塑煉3分鐘，然后加入步驟(3)得到的增強(qiáng)母料以及其余剩余成分，繼續(xù)混煉10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(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在81天后的生物分解率>60%。按照GB/T
1040.3-2006進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，橫向拉伸負(fù)荷為4.23N，橫向斷裂伸長(zhǎng)率為857.1%;縱向拉伸負(fù)荷為3.99N，縱向斷裂伸長(zhǎng)率為670.4%，檢測(cè)結(jié)果說(shuō)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(guó)家對(duì)生物可降解材料的規(guī)定要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸70-75、聚碳酸亞丙酯10-12、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、抗氧劑1010 1.5-2、白凡士林6-7、乙二醛 1-2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種疏水型聚乳酸與淀粉復(fù)合全降解塑料薄膜，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(shí)，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(guò)濾出沉淀物，然后讓入烘箱中，以90-100°C干燥3-4小時(shí)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(shí)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(shí)，然后放入烘箱中，在130-140°C條件下烘干即得增強(qiáng)母料； (4)將聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林混合均勻后，在80°C的烘箱中預(yù)熱2小時(shí)，然后送入混合機(jī)中，以300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌12分鐘，再以2000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌6分鐘，再將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，在溫度為160-180°C條件下進(jìn)行擠出造粒得到預(yù)混合顆粒； (5)將預(yù)混合顆粒加入密煉機(jī)中，以150°C的溫度塑煉3-5分鐘，然后加入步驟(3)得到的增強(qiáng)母料以及其余剩余成分，繼續(xù)混煉10-12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(hào)】C08L3/02GK105968745SQ201610114679
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月1日
【發(fā)明人】李峰, 鄭志龍
【申請(qǐng)人】安徽猛牛彩印包裝有限公司