CN105237859A - 一种适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜及食盐包装袋 - Google Patents

一种适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜及食盐包装袋 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜，由下述重量份的各原料制成：聚乙烯500~550份；淀粉100~130份；芦苇浆57~66份；玉米叶粉碎料20~30份；油酸20~25份；蔗糖脂肪酸酯4~9份，成膜前先将聚乙烯、淀粉和蔗糖脂肪酸酯共混，再将芦苇浆、玉米叶粉碎料和油酸分批次加入，使得制备的聚乙烯薄膜能在高盐环境下保持良好的机械强度不易老化，且在抛弃于环境后能快速被微生物分解。

Description

一种适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜及食盐包装袋
技术领域
本发明涉及聚乙烯薄膜领域，尤其涉及一种适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜及食盐包装袋。
背景技术
长期以来，在人们的日常生活中，食用盐的包装物一直沿用塑膜包装，包括聚乙烯薄膜、聚酯薄膜、聚丙烯薄膜等，这些塑料薄膜以价廉、方便、实用等优势而占据市场多年。统计发现，我国每年使用的食盐包装袋达到数亿只，这些食盐包装袋被抛弃后会造成白色污染，几十年不降解、不腐烂，对环境危害极大，严重影响生态环境的可持续发展。
随着技术的提高和环境保护的日益严峻，对造成白色污染的塑料进行生物可降解处理是目前较为可靠的一种手段。生物可降解塑料能被自然界存在的微生物如细菌、霉菌和藻类等降解，最为理想的生物可降解塑料被废弃后可被环境微生物等完全分解，最终被无机化而成为自然界碳素循环的一个组成部分。正是由于生物降解塑料存在解决白色污染的潜力，其已被各国政府大力推广。目前生物降解塑料主要应用于塑料包装薄膜、农用薄膜、一次性塑料袋和一次性塑料餐具中，虽然生物降解塑料薄膜越发成熟，但是其并不适用于应用到高盐环境中，例如食盐包装袋，现有的生物可降解塑料薄膜在高盐环境中容易出现老化脆化，使用时间短而且成本较高。
申请号为201010271167.3的发明专利公开了一种生物降解塑料及制备该生物降解塑料的方法，生物降解塑料具体包含5~70%（重量）的热塑性淀粉、15~40%（重量）的可生物降解聚合物、3~20%（重量）的丙三醇、2~10%（重量）的乙二醇。该发明制备出一种淀粉混合生物可降解塑料，淀粉与聚合物混合制备的薄膜机械性能不足，处于高盐环境中容易脆化断裂，耐用度不高。应用到高盐环境中的可降解塑料薄膜，尤其是食盐包装袋，现有技术还没提及到。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于高盐环境的且可生物降解的聚乙烯薄膜以及食盐包装袋。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：
一种适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜，由下述重量份的各原料制成：
聚乙烯500~550份；
淀粉100~130份；
芦苇浆57~66份；
玉米叶粉碎料20~30份；
油酸20~25份；
蔗糖脂肪酸酯4~9份；
在成膜前按照如下步骤进行原料的混炼：
S1：按配比将聚乙烯、淀粉和蔗糖脂肪酸酯进行混炼；
S2：将芦苇浆和玉米叶粉碎料混合成料浆且将料浆分成多份，同时将油酸分成多份，油酸的份数与料浆的份数一致；
S3：分多次将料浆和油酸同时加入到步骤S1中进行混炼。
聚乙烯薄膜的透湿性较差，具有较好的防潮性，而且无毒，适用于食品的包装，因此聚乙烯薄膜在食品工业中用量较大，但是，聚乙烯薄膜在自然界中降解的速度较慢，因此需要对聚乙烯薄膜进行改性，现有技术中，大多数为添加淀粉进行改性，淀粉是一种多糖类的化合物，容易受到微生物的攻击，添加淀粉促使聚乙烯大分子链加速断裂，降解成可以为微生物吞噬的低分子化合物碎片，因此能大大提高降解的速度。因为聚乙烯与淀粉是两个不同的体系，其共混结合后机械性能不足，因此本发明使用芦苇浆和玉米叶粉碎料进行共混，两者中的微小纤维能大大提高聚乙烯薄膜的机械性能。通过聚乙烯、淀粉、芦苇浆和玉米叶粉碎料的共混，虽然可以吹塑成膜，但是制成的聚乙烯薄膜所含的淀粉、芦苇浆和玉米叶粉碎料被微生物降解后，还存在着聚乙烯聚合物骨架，而此时聚乙烯聚合物骨架就需要较长的时间降解，因此本发明中通过油酸和浆料的分次加入，使得各原料之间更加均衡的混合，且油酸的加入使得聚乙烯与其它组分之间有着很好的亲和力，也正是由于此，组分间存在着较好的相容性，各相界面的粘结力增加，使得制备的聚乙烯薄膜力学性能显著提高，且通过进一步发现，此时聚乙烯聚合物骨架实际上与淀粉、芦苇浆和玉米叶粉碎料的接触比表面积大大增加，因此聚乙烯聚合物骨架能与更多微生物接触而加快降解速度。发明人为了进一步的提高薄膜的柔韧性，通过添加蔗糖脂肪酸酯进行改性，在高盐环境中，蔗糖脂肪酸酯不会抽出导致薄膜的老化，改善了以往增塑剂发生迁移的缺点；玉米叶粉碎料为玉米叶的干燥粉碎物；混炼的温度、时间等通过现有技术即可做出较优的选择，本发明不作详细说明。
所述聚乙烯包含低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯和交联聚乙烯，四者的比例为20~25：10：13~17：30~43。
低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯和交联聚乙烯的性质既相似又有所不同，按配比将四种聚乙烯混合再与其它组分共混，能增加共混体系的稳定性，组分不易分离，进一步提高了机械性能
所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉中的一种或多种。
所述玉米叶粉碎料通过如下方法制备：将玉米叶清洗后烘干，将烘干后的玉米叶置于水中浸泡至发软，后烘干研磨成粉末，向粉末中添加醋酸至粉末成泥状，并自然风干，后再次研磨成粉末得玉米叶粉碎料。酸化后的粉碎料里面的细小纤维，在共混后制膜时能定向排列，大大提高最终制备的聚乙烯薄膜的拉伸性能。
以上制备的适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜，通过常规的食盐包装袋制作工艺制作出食盐包装袋。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明适用于高盐环境，处于高盐环境中聚乙烯薄膜不易老化，而抛弃于自然环境中，能被微生物快速的分解；
2、本发明通过特定的改性，改善了目前现有技术中淀粉降解塑料薄膜机械性能不足的缺点。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明作进一步阐述。
实施例1
一种适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜，由下述重量份的各原料制成：聚乙烯500份、红薯淀粉100份、芦苇浆57份、玉米叶粉碎料20份、油酸20份、蔗糖脂肪酸酯4份；
所述聚乙烯包含低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯和交联聚乙烯，四者比例为20：10：13：30。
述玉米叶粉碎料通过如下方法制备：将玉米叶清洗后烘干，将烘干后的玉米叶置于水中浸泡至发软，后烘干研磨成粉末，向粉末中添加醋酸至粉末成泥状，并自然风干，后再次研磨成粉末得玉米叶粉碎料。
在成膜前按照如下步骤进行原料的混炼：
S1：按配比将聚乙烯、淀粉和蔗糖脂肪酸酯200℃混炼30min；
S2：将芦苇浆和玉米叶粉碎料混合成料浆且将料浆分成10份，同时将油酸分成10份；
S3：分多次将料浆和油酸同时加入到步骤S1中进行混炼。
混炼1h后原料采用流延法生产薄膜。
实施例2
一种适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜，由下述重量份的各原料制成：聚乙烯550份、红薯淀粉130份、芦苇浆66份、玉米叶粉碎料30份、油酸25份、蔗糖脂肪酸酯9份；
所述聚乙烯包含低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯和交联聚乙烯，四者比例为25：10：17：43。
所述玉米叶粉碎料通过如下方法制备：将玉米叶清洗后烘干，将烘干后的玉米叶置于水中浸泡至发软，后烘干研磨成粉末，向粉末中添加醋酸至粉末成泥状，并自然风干，后再次研磨成粉末得玉米叶粉碎料。
在成膜前按照如下步骤进行原料的混炼：
S1：按配比将聚乙烯、淀粉和蔗糖脂肪酸酯200℃混炼30min；
S2：将芦苇浆和玉米叶粉碎料混合成料浆且将料浆分成10份，同时将油酸分成10份；
S3：分多次将料浆和油酸同时加入到步骤S1中进行混炼。
混炼1h后原料采用流延法生产薄膜。
对比例1
除油酸为0份外，其它条件同实施例1。
对比例2
除了玉米叶粉碎料为将普通玉米叶烘干后研磨成粉末状外，其它条件同实施例1。
对比例3
除了蔗糖脂肪酸酯为0份外，其它条件同实施例1。
一、进行生物可降解实验
将上述实施例和对比例制备的聚乙烯薄膜埋入自然环境土壤中，具体为埋入农田100cm×100cm×100cm的土坑中，定期跟踪降解效果。
实施例1和2在深埋土壤9个月后，聚乙烯聚合物基本瓦解，对比例2和3上，聚乙烯聚合物的瓦解程度略逊于实施例1和2，而对比例1中基本保留聚乙烯聚合物骨架。
二、力学性能测试
力学性能测试数据如下：
由上述数据可知，实施例1和2的聚乙烯薄膜的力学性能达到了普通聚乙烯薄膜的力学性能要求。
三、制作食盐包装袋包装食盐试验
分别将实施例和对比例的聚乙烯薄膜制作的食盐包装袋包装食盐，包装食盐置于厨房环境中，3个月后对包装进行力学性能测试。
力学性能测试数据如下：
在包装食盐后，实施例1和实施例2均保持优越的力学性能，而对比例3却出现了力学性能的大幅度下降。

Claims (5)

1.一种适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜，其特征在于，由下述重量份的各原料制成：
聚乙烯500~550份；
淀粉100~130份；
芦苇浆57~66份；
玉米叶粉碎料20~30份；
油酸20~25份；
蔗糖脂肪酸酯4~9份；
在成膜前按照如下步骤进行原料的混炼：
S1：按配比将聚乙烯、淀粉和蔗糖脂肪酸酯进行混炼；
S2：将芦苇浆和玉米叶粉碎料混合成料浆且将料浆分成多份，同时将油酸分成多份，油酸的份数与料浆的份数一致；
S3：分多次将料浆和油酸同时加入到步骤S1中进行混炼。
2.根据权利要求1所述的适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜，其特征在于，所述聚乙烯包含低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯和交联聚乙烯，四者的比例为20~25：10：13~17：30~43。
3.根据权利要求1所述的适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜，其特征在于，所述玉米叶粉碎料通过如下方法制备：将玉米叶清洗后烘干，将烘干后的玉米叶置于水中浸泡至发软，后烘干研磨成粉末，向粉末中添加醋酸至粉末成泥状，并自然风干，后再次研磨成粉末得玉米叶粉碎料。
5.一种由权利要求1~4任一项所述的适用于高盐环境的可降解聚乙烯薄膜制成的食盐包装袋。
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