CN105820592A - 一种生物质包装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质包装材料及其制备方法,该材料由凤眼莲纤维、羧甲基纤维素钠、胶黏剂、防水剂、交联剂组成,制备方法是:首先用NaOH溶液对凤眼莲纤维进行预处理,然后将各组分搅拌混合均匀,最后热压成型,即制备得到生物质包装材料。本发明主要利用凤眼莲富含多种纤维成分的特性,通过添加助剂从而提高生物质复合材料的材料性能,制备具有一定强度的生物质包装材料。本发明使用的原料为凤眼莲,绿色环保,在使用之后又可以再自然环境中被微生物或光降解为水和二氧化碳,不会造成环境污染。且可以使制备的板材具有良好的机械性能的同时还能实现轻质化。
Description
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域,具体涉及一种生物质包装材料及其制备方法。
背景技术
随着经济全球化和产业迅速发展,全球工业包装品材料市场规模越来越扩大,据估计,现有产值约520亿美元,到2020年可达到610亿美元。我国是世界上最大的工业包装品材料市场,其中,电子产品包装市场规模173亿元,仅空调和台式电脑,就需要大量包装材料。统计显示,2014年我国海尔和格力空调销售总量达15574.4万台,联想电脑销量达5327万台。然而,目前全世界工业包装材料主要为聚苯乙烯(EPS)或聚乙烯发泡棉(EPE),又称珍珠棉,这些包装材料在方便商品包装的同时,也存在着不可忽视的缺点,如能源消耗大、难于降解、环境污染严重等。而且研究表明,上述包装材料需要200年才能被降解,带来了严重的环境问题。为此,各国政府提出了系列节能减排措施,美国华盛顿特区、纽约、西雅图、旧金山等地自2013年起先后宣布禁止使用聚苯乙烯泡沫塑料包装,戴尔公司2014年起将电脑服务器包装材料全部改为废塑料泡沫包装;欧盟也制定了相应的减少塑料泡沫应用的政策。我国政府极为重视生态环境建设,党的十八大明确提出了建设社会主义生态文明,并制定了相关的法律法规,大力强调资源循环利用。
凤眼莲(Eichhorniacrassipes),俗称水葫芦,雨久花科。叶直立呈卵形或圆形,叶面光滑,叶柄长短不一,中部以下膨大如球,基部和中部有鞘状苞片,花茎单生,是一种喜温好湿的植物。气温在25℃以上生长较快,30℃左右时生长最快。在热带亚热地区,凤眼莲可以全年生长,自然越冬。凤眼莲无性繁殖为主,在适宜条件下每5d长出一棵新植株,这种迅速繁衍导致凤眼莲能很快入侵周围水域和沼泽地,往往形成单一的优势群体,污染水体并降低水质,阻碍水上运输,破坏自然景观,危及人类和家畜的健康,严重影响农业发展。因此,对凤眼莲的工业化利用可以降低环境负荷,又可以变废为宝,为新型复合材料的研究提供充分来源,但是目前把凤眼莲应用到包装材料的研究报到还比较少,这方面的研究还有待进一步深入。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明以凤眼莲为原料,提供一种生物质包装材料及其制备方法,制备的包装材料具有环保生态、重量轻、成本低等优点。
本发明采用的技术方案如下:
一种生物质包装材料,包括以重量份计的以下组分:凤眼莲纤维100份、羧甲基纤维素钠2~5份、胶黏剂3~10份、防水剂5~15份、交联剂0.5~2份。
优选的,所述的生物质包装材料,包括以重量份计的以下组分:凤眼莲纤维100份、羧甲基纤维素钠4份、胶黏剂6份、防水剂10份、交联剂1.5份。
优选的,所述的胶黏剂为骨胶或者瓜尔胶或者海藻酸钠。
优选的,所述的防水剂为乳化石蜡。
优选的,所述的交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯或者丙烯酸丁酯。
所述的生物质包装材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将凤眼莲纤维原料用2mol/L的NaOH溶液浸泡3h~5h后取出,洗去表面的碱液后,静置备用;
(2)将处理后的凤眼莲纤维、羧甲基纤维素钠、胶黏剂、防水剂、交联剂常温下充分搅拌混合,得到均匀混合物后备用;
(3)将步骤(2)制备的混合物在模具中进行铺装,用热压机进行热压,脱模后即可制得生物质包装材料。
优选的,所述的步骤(3)中用热压机进行热压的温度为150℃~180℃,压力为2MPa~8MPa,时间为20min~60min。
有益效果:本发明主要利用凤眼莲富含多种纤维成分的特性,通过添加助剂从而提高生物质复合材料的材料性能,制备具有一定强度的生物质包装材料。本发明使用的原料为凤眼莲,绿色环保,在使用之后又可以再自然环境中被微生物或光降解为水和二氧化碳,不会造成环境污染。且可以使制备的板材具有良好的机械性能的同时还能实现轻质化。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍,但不局限于此。
实施例1
一种生物质包装材料,包括以重量份计的以下组分:凤眼莲纤维100份、羧甲基纤维素钠5份、骨胶10份、乳化石蜡15份、二甲基丙烯酸乙二醇酯2份。
所述的生物质包装材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将凤眼莲纤维原料用2mol/L的NaOH溶液浸泡3h后取出,洗去表面的碱液后,静置备用;
(2)将处理后的凤眼莲纤维、羧甲基纤维素钠、骨胶、乳化石蜡、二甲基丙烯酸乙二醇酯常温下充分搅拌混合,得到均匀混合物后备用;
(3)将步骤(2)制备的混合物在模具中进行铺装,用热压机进行热压,温度为150℃,压力为2MPa,时间为20min,脱模后即可制得生物质包装材料。
实施例2
一种生物质包装材料,包括以重量份计的以下组分:凤眼莲纤维100份、羧甲基纤维素钠2份、瓜尔胶3份、乳化石蜡5份、丙烯酸丁酯0.5份。
所述的生物质包装材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将凤眼莲纤维原料用2mol/L的NaOH溶液浸泡5h后取出,洗去表面的碱液后,静置备用;
(2)将处理后的凤眼莲纤维、羧甲基纤维素钠、瓜尔胶、乳化石蜡、丙烯酸丁酯常温下充分搅拌混合,得到均匀混合物后备用;
(3)将步骤(2)制备的混合物在模具中进行铺装,用热压机进行热压,温度为180℃,压力为8MPa,时间为60min,脱模后即可制得生物质包装材料。
实施例3
一种生物质包装材料,包括以重量份计的以下组分:凤眼莲纤维100份、羧甲基纤维素钠3份、海藻酸钠8份、乳化石蜡13份、二甲基丙烯酸乙二醇酯1份。
所述的生物质包装材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将凤眼莲纤维原料用2mol/L的NaOH溶液浸泡3.5后取出,洗去表面的碱液后,静置备用;
(2)将处理后的凤眼莲纤维、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、乳化石蜡、二甲基丙烯酸乙二醇酯常温下充分搅拌混合,得到均匀混合物后备用;
(3)将步骤(2)制备的混合物在模具中进行铺装,用热压机进行热压,温度为170℃,压力为5MPa,时间为45min,脱模后即可制得生物质包装材料。
实施例4
一种生物质包装材料,包括以重量份计的以下组分:凤眼莲纤维100份、羧甲基纤维素钠4份、瓜尔胶6份、乳化石蜡10份、丙烯酸丁酯1.5份。
所述的生物质包装材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将凤眼莲纤维原料用2mol/L的NaOH溶液浸泡4h后取出,洗去表面的碱液后,静置备用;
(2)将处理后的凤眼莲纤维、羧甲基纤维素钠、瓜尔胶、乳化石蜡、丙烯酸丁酯常温下充分搅拌混合,得到均匀混合物后备用;
(3)将步骤(2)制备的混合物在模具中进行铺装,用热压机进行热压,温度为160℃,压力为3MPa,时间为30min,脱模后即可制得生物质包装材料。
对上述实施例制备得到的生物质包装材料进行性能测试,测试结果如下表所示:
。
Claims (7)
1.一种生物质包装材料,其特征在于包括以重量份计的以下组分:凤眼莲纤维100份、羧甲基纤维素钠2~5份、胶黏剂3~10份、防水剂5~15份、交联剂0.5~2份。
2.根据权利要求1所述的生物质包装材料,其特征在于包括以重量份计的以下组分:凤眼莲纤维100份、羧甲基纤维素钠4份、胶黏剂6份、防水剂10份、交联剂1.5份。
3.根据权利要求1所述的生物质包装材料,其特征在于所述的胶黏剂为骨胶或者瓜尔胶或者海藻酸钠。
4.根据权利要求1所述的生物质包装材料,其特征在于所述的防水剂为乳化石蜡。
5.根据权利要求1所述的生物质包装材料,其特征在于所述的交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯或者丙烯酸丁酯。
6.权利要求1至5任意一项所述的生物质包装材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将凤眼莲纤维原料用2mol/L的NaOH溶液浸泡3h~5h后取出,洗去表面的碱液后,静置备用;
(2)将处理后的凤眼莲纤维、羧甲基纤维素钠、胶黏剂、防水剂、交联剂常温下充分搅拌混合,得到均匀混合物后备用;
(3)将步骤(2)制备的混合物在模具中进行铺装,用热压机进行热压,脱模后即可制得生物质包装材料。
7.根据权利要求6所述的生物质包装材料的制备方法,其特征在于所述的步骤(3)中用热压机进行热压的温度为150℃~180℃,压力为2MPa~8MPa,时间为20min~60min。
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