CN105237978A

CN105237978A - 可降解塑料

Info

Publication number: CN105237978A
Application number: CN201510781308.9A
Authority: CN
Inventors: 华文蔚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-14
Filing date: 2015-11-14
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明公开了一种可降解塑料，涉及降解塑料技术领域，由下列重量份的原料组成：聚乳酸30～50份、乳酸丙酯的醇溶液20～40份、硬脂酸钠的水溶液8～10份、苎麻纤维2～5份、变性淀粉10～20份和偶联剂1～1.5份。与现有技术相比，本发明通过在制备可降解塑料的过程中添加乳酸丙酯、硬脂酸钠和苎麻纤维，并调节三者的添加量，发挥了三者之间的协同作用，使得制备得到的可降解塑料具有良好的透气性、高的拉伸强度和长使用寿命，其横向和纵向的断裂伸长率均可达240％以上，制得的可降解塑料易于加工，其废弃物在微生物的作用下，可完全分解为低分子化合物，避免污染环境。

Description

可降解塑料

技术领域

本发明涉及降解塑料技术领域，尤其是一种在微生物的作用下可完全分解的可降解塑料。

背景技术

塑料制品在我们日常生活中随处可见，为人们的生活提供了极大地方便，但随着塑料产量的迅速增长,废弃塑料的后处理及造成的环境污染越来越受到各国的关注，废弃塑料在自然界里分解得很慢，完全分解要几十年，甚至上百年，造成环境污染，塑料垃圾造成的环境污染已成为全球性的问题。因而塑料的降解和重新利用是急需解决的问题。

目前开发和研究的降解塑料主要分为生物可降解塑料和光可降解塑料，生物可降解塑料又可分为天然大分子，淀粉添加剂以及化学合成聚合物等。其中天然大分子的生物可降解塑料具有加工设备简单，降解产物无毒、无污染，最具有开发前景。

现有的天然大分子的生物可降解塑料主要包括淀粉，聚糖，纤维素等。淀粉基塑料由于加工设备简单、价格低廉而特引人注目，较为常用。但是淀粉基塑料的韧性较差，在自然条件下易霉变。聚乳酸树脂虽然可以生产出能够被降解的塑料制品，但是其生产成本较高，透气性也较差，一直没有得到广泛应用。

CN103897220A公开了一种可降解塑料，包括如下重量含量的成分：淀粉25-60份，增塑剂25-30份，聚乙烯醇10-30份，滑石粉3-10份。其使用淀粉作为主要成分，废弃后可以降解为二氧化碳和水，对环境无污染；通过增加滑石粉，提高其透气性能，但是该可降解塑料的韧性差，拉伸强度低。

CN104788922A公开了一种可降解塑料，包括PHB聚合物40-50份、变性淀粉30-40份、PHV聚合物4-6份、木质纤维粉6-8份、皮革粉3.5-5份、偶联剂2-4份，制备得到的可降解塑料易加工，其废弃物在微生物的作用下，可完全分解为低分子化合物，避免污染环境，但是，得到的可降解塑料的韧性较差，使用寿命短。

因此，有必要开发一种既能够完全降解对环境无污染，又具有良好的透气性和拉伸强度以及长使用寿命的可降解塑料。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的问题是提供一种可降解塑料。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。所得可降解塑料具有良好的透气性、高的拉伸强度和长使用寿命，废弃不用后可在自热环境中完全降解为无污染的物质，具有广阔的应用前景。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种可降解塑料，由下列重量份的原料组成：

聚乳酸的添加量为30～50份，例如可为30份、32份、35份、40份、42份、45份或50份等。

乳酸丙酯的醇溶液的添加量为20～40份，例如可为20份、22份、25份、28份、30份、32份、34份、36份、38份或40份等。

优选的，所述醇为乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇或二甘醇中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性实例有：乙醇与丙醇的混合物，乙醇与乙二醇的混合物，乙醇与丙三醇的混合物，乙醇与二甘醇的混合物，丙醇与乙二醇的混合物，丙醇与丙三醇的混合物，乙二醇与丙三醇的混合物，乙醇、丙醇与乙二醇的混合物，丙醇、乙二醇与丙三醇的混合物，乙醇、乙二醇与二甘醇的混合物，丙醇、乙二醇、丙三醇与二甘醇的混合物等。

优选地，乳酸丙酯的醇溶液的浓度为0.5～3mol/L，例如可为0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L、1mol/L、1.2mol/L、1.3mol/L、1.5mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2mol/L、2.2mol/L、2.4mol/L、2.5mol/L、2.7mol/L、2.9mol/L或3mol/L等，优选为1～2mol/L，进一步优选为1mol/L。

硬脂酸钠的水溶液的添加量为8～10份，例如可为8份、9份或10份等。

优选地，硬脂酸钠的水溶液的浓度为5～15mol/L，例如可为5mol/L、5.5mol/L、6mol/L、7mol/L、7.5mol/L、8mol/L、9mol/L、9.5mol/L、10mol/L、11mol/L、11.5mol/L、12mol/L、13mol/L、13.5mol/L、14mol/L或15mol/L等，优选为5～10mol/L，进一步优选为8～10mol/L。

苎麻纤维的添加量为2～5份，例如可为2份、3份、4份或5份等。

淀粉的添加量为10～20份，例如可为10份、12份、14份、16份、18份、19份或20份等。

偶联剂的添加量为1～1.5份，例如可为1份、1.2份或1.5份等。

优选地，乳酸丙酯的醇溶液、硬脂酸钠的水溶液和苎麻纤维的摩尔比为(20～30)：9：(3～5)，进一步优选为25：9：5。

本发明通过在制备可降解塑料的过程中添加乳酸丙酯、硬脂酸钠和苎麻纤维，并调节三者的添加量，发挥了三者之间的协同作用，使得制备得到的可降解塑料具有良好的透气性、高的拉伸强度和长使用寿命，其横向和纵向的断裂伸长率均可达240％以上。

本发明所述乳酸丙酯，是由碳水化合物发酵生产的L(+)乳酸和正丙醇酯化而成的，是一种环保的溶剂。

本发明所述苎麻纤维，其独有的活性空腔导汗纤维结构可以使吸入的汗液渗透到空腔内并快速导出，让它具备了优越的透气性和传热性，吸水多而散湿快。

所述变性淀粉，是一种经过改性过的淀粉，即原淀粉经过某种方法处理后,不同程度地改变其原来的物理或化学特性，添加到食品配方中后可以使食品在加工或食用时具有更好的性能。优选地，所述变性淀粉为经过氧化改性处理的玉米变性淀粉、马铃薯变性淀粉、木薯变性淀粉中的任一种。

所述偶联剂，在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂，又称表面改性剂。它在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。

作为本发明所述可降解塑料的优选技术方案，一种可降解塑料，由下列重量份的原料组成：

作为本发明所述可降解塑料的另一优选技术方案，一种可降解塑料，由下列重量份的原料组成：

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过在制备可降解塑料的过程中添加乳酸丙酯、硬脂酸钠和苎麻纤维，并调节三者的添加量，发挥了三者之间的协同作用，使得制备得到的可降解塑料具有良好的透气性、高的拉伸强度和长使用寿命，其横向和纵向的断裂伸长率均可达240％以上。

(2)本发明可降解塑料具有良好的综合性能，易于加工，可用于制备医用塑料盒、快餐盒、农用薄膜及各种塑料制品；其废弃物在微生物的作用下，可完全分解为低分子化合物，避免污染环境。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种可降解塑料，由下列重量的原料组成：聚乳酸300公斤、乳酸丙酯的醇溶液200公斤(浓度为0.5mol/L)，硬脂酸钠的水溶液80公斤(浓度为5mol/L)、苎麻纤维20公斤、变性淀粉100公斤和偶联剂10公斤；变性淀粉为经过氧化改性处理的玉米变性淀粉。

按上述各原料的重量称取原料备用，将玉米变性淀粉放入塑料混料机中，启动塑料混料机，依次加入偶联剂、聚乳酸、乳酸丙酯、硬脂酸钠和苎麻纤维，然后将混合物料送入捏合机，混合物料经捏合后进入挤出机制成颗粒，即得本可降解塑料。

所得可降解塑料的性能检测结果见表1。

实施例2

一种可降解塑料，由下列重量的原料组成：聚乳酸500公斤、乳酸丙酯的醇溶液400公斤(浓度为3mol/L)，硬脂酸钠的水溶液100公斤(浓度为15mol/L)、苎麻纤维50公斤、变性淀粉200公斤和偶联剂15公斤；变性淀粉为经过氧化改性处理的马铃薯变性淀粉。

按上述各原料的重量称取原料备用，将马铃薯变性淀粉放入塑料混料机中，启动塑料混料机，依次加入偶联剂、聚乳酸、乳酸丙酯、硬脂酸钠和苎麻纤维，然后将混合物料送入捏合机，混合物料经捏合后进入挤出机制成颗粒，即得本可降解塑料。

所得可降解塑料的性能检测结果见表1。

实施例3

一种可降解塑料，由下列重量的原料组成：聚乳酸400公斤、乳酸丙酯的醇溶液230公斤(浓度为1mol/L)，硬脂酸钠的水溶液90公斤(浓度为8mol/L)、苎麻纤维30公斤、变性淀粉150公斤和偶联剂12公斤；变性淀粉为经过氧化改性处理的木薯变性淀粉。

按上述各原料的重量称取原料备用，将木薯变性淀粉放入塑料混料机中，启动塑料混料机，依次加入偶联剂、聚乳酸、乳酸丙酯、硬脂酸钠和苎麻纤维，然后将混合物料送入捏合机，混合物料经捏合后进入挤出机制成颗粒，即得本可降解塑料。

所得可降解塑料的性能检测结果见表1。

实施例4

一种可降解塑料，由下列重量的原料组成：聚乳酸350公斤、乳酸丙酯的醇溶液250公斤(浓度为2mol/L)，硬脂酸钠的水溶液85公斤(浓度为5mol/L)、苎麻纤维40公斤、变性淀粉120公斤和偶联剂11公斤；变性淀粉为经过氧化改性处理的玉米变性淀粉。

所得可降解塑料的性能检测结果见表1。

对比例1

除各原料组成为：聚乳酸400公斤、乳酸丙酯250公斤，硬脂酸钠200公斤、苎麻纤维10公斤、变性淀粉150公斤和偶联剂12公斤外，其他制备条件和方法与实施例3相同。

对比例2

除各原料组成为：聚乳酸400公斤、乳酸丙酯500公斤，硬脂酸钠20公斤、苎麻纤维100公斤、变性淀粉150公斤和偶联剂12公斤外，其他制备条件和方法与实施例3相同。

对比例3

除各原料组成为：聚乳酸400公斤、乳酸丙酯250公斤，硬脂酸钠90公斤、苎麻纤维300公斤、变性淀粉150公斤和偶联剂12公斤外，其他制备条件和方法与实施例3相同。

对比例4

除乳酸丙酯醇溶液的浓度为20mol/L外，其他制备条件和方法与实施例3相同。

对比例5

除硬脂酸钠水溶液的浓度为0.1mol/L外，其他制备条件和方法与实施例3相同。

对比例6

对比例6为CN104788922A公开的实施例1

表1

通过实施例1-4及对比例1-6可以看出，在制备可降解塑料的过程中添加乳酸丙酯、硬脂酸钠和苎麻纤维，并调节三者的添加量，发挥了三者之间的协同作用，使得制备得到的可降解塑料具有良好的透气性、高的拉伸强度和长使用寿命，其横向和纵向的断裂伸长率均可达240％以上。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种可降解塑料，其特征在于由下列重量份的原料组成：

2.根据权利要求1所述的可降解塑料，其特征在于，由下列重量份的原料组成：

3.根据权利要求1或2所述的可降解塑料，其特征在于，由下列重量份的原料组成：

4.根据权利要求1-3任一项所述的可降解塑料，其特征在于，所述乳酸丙酯的醇溶液的浓度为0.5～3mol/L，优选为1～2mol/L。

5.根据权利要求1-4任一项所述的可降解塑料，其特征在于，所述乳酸丙酯的醇溶液中的醇为乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇或二甘醇中的任意一种或至少两种的混合物。

6.根据权利要求1-5任一项所述的可降解塑料，其特征在于，所述乳酸丙酯的醇溶液的浓度为1mol/L。

7.根据权利要求1-6任一项所述的可降解塑料，其特征在于，所述硬脂酸钠的水溶液的浓度为5～15mol/L，优选为5～10mol/L，进一步优选为8～10mol/L。

8.根据权利要求1-7任一项所述的可降解塑料，其特征在于，乳酸丙酯的醇溶液、硬脂酸钠的水溶液和苎麻纤维的摩尔比为(20～30)：9：(3～5)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的可降解塑料，其特征在于，乳酸丙酯的醇溶液、硬脂酸钠的水溶液和苎麻纤维的摩尔比为25：9：5。

10.根据权利要求1-9任一项所述的可降解塑料，其特征在于，所述变性淀粉为经过氧化改性处理的玉米变性淀粉、马铃薯变性淀粉、木薯变性淀粉中的任一种。