CN105885111A - 一种易降解塑料袋 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种易降解塑料袋，由以下成分制成：改性植物淀粉、聚乳酸、纳米膨润土、棉花籽油、甘蔗渣、钛酸四丁酯、聚乙烯醇、甘油、乙烯基三乙氧基硅烷、羧甲基纤维素聚环内酯、聚羟基丁酸戊酸共聚酯、纳米二氧化钛。本发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、可再生资源，资源丰富，单位成本低、可替代性好，具有显著的经济效益和生态效益，其生物降解性优异，在掩埋120天里，质量能降低9‑11%。本发明塑料袋纵向拉伸强度可以达到16.9MPa，横向拉伸强度可以达到15.8MPa；本发明易降解塑料袋色泽光亮，透明度好，承重能力高，能满足顾客多装东西和反复使用的要求；耐水性好，湿强度好。

Description

一种易降解塑料袋

技术领域

本发明涉及塑料领域，特别是涉及一种易降解塑料袋。

背景技术

目前，中国塑料年产量为300万吨，消费量在600万吨以上。全世界塑料年产量为1亿吨，如果按每年15%的塑料废弃量计算，全世界年塑料废弃量就是1500万吨，中国的年塑料废弃量在100万吨以上，废弃塑料在垃圾中的比例占到40%，这样大量的废弃塑料作为垃圾被埋在地下，无疑给本来就缺乏的可耕种土地带来更大的压力。塑料在给人们的生活带来方便的同时，也给环境带来了难以收拾的后患，人们把塑料给环境带来的灾难称为“白色污染”。塑料袋的确给人们生活带来了方便，但是这一时的方便却带来长久的危害。目前尽管有关降解塑料的研究和报道较多，但许多具体问题不能解决，可降解塑料袋色泽暗淡发黄，透明度低，给人一种不够清洁和难看之感，用起来不放心。另外可降解塑料袋承重能力低，不能满足顾客多装东西和反复使用的要求；含淀粉的降解塑料耐水性都不好，湿强度差，一遇水则力学性能大降。

发明内容

本发明的目的是提供一种易降解塑料袋，通过以下技术方案实现：

一种易降解塑料袋，按重量份计由以下成分制成：改性植物淀粉80、聚乳酸15、棉花籽油1.2、甘蔗渣8、钛酸四丁酯3、聚乙烯醇35、甘油5、乙烯基三乙氧基硅烷1、羧甲基纤维素聚环内酯7、聚羟基丁酸戊酸共聚酯5、纳米二氧化钛0.3；

所述改性植物淀粉按重量份计由以下成分制成：玉米淀粉25、木薯淀粉18、菱角淀粉3、醋酸乙烯酯0.8、过硫酸铵0.1、辛烯基琥珀酸酐0.3、硫酸铝0.1，所述改性植物淀粉植物纤维制备方法为：将玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉均匀混合到一起，然后采用功率为400W的微波处理15s，然后，添加混合物0.5倍重量的水，搅拌均匀后，添加醋酸乙烯酯、过硫酸铵、琥珀酸酐、硫酸铝过滤，采用超声波分散处理5分钟，然后加热至45℃，保温40分钟后，冷却至室温，洗涤，过滤，干燥，即可；

所述甘蔗渣经过预处理：将甘蔗渣采用质量浓度为1.5%的碳酸钠溶液浸泡15分钟后，过滤，然后添加到质量浓度为5.5%的盐酸溶液中，加热至28-32℃，持续10分钟，然后过滤，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，搅拌均匀后，将液体PH值调节到8.8，温度提高到48℃，并以250r/min速度搅拌，持续30分钟后，过滤，水洗，再添加到质量浓度为6.8%的氢氧化钠溶液中，加热至55-58℃，持续50分钟后，过滤，水洗，再添加到质量浓度为0.8%的次氯酸钠溶液中，浸泡20分钟后，过滤，水洗，烘干，即可；

所述改性植物淀粉、钛酸四丁酯与聚乳酸经过预混处理：将改性植物淀粉、钛酸四丁酯与聚乳酸添加到反应釜中，搅拌均匀后，以1℃/10s的速度，将反应釜的温度升至53℃，保温10分钟后，静置，冷却至室温；

所述纳米二氧化钛的粒度为22-24nm，所述聚羟基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷与纳米二氧化钛经过预混处理：先将纳米二氧化钛采用质量浓度为2.65%的硬脂酸溶液在68℃下浸泡30分钟，然后，过滤，清洗，烘干，再将处理好的纳米二氧化钛与聚羟基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷混合到一起，加热至78℃，以250r/min速度搅拌10分钟后，冷却至室温，即可。

一种易降解塑料袋的制备方法，包括：

1）将经过混合处理的改性植物淀粉与钛酸四丁酯和聚乳酸、棉花籽油、经过预处理的甘蔗渣、聚乙烯醇、甘油、羧甲基纤维素聚环内酯、经过共混处理的聚羟基丁酸戊酸共聚酯与乙烯基三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛置于搅拌机中，充分搅拌混合，搅拌时间为 52min，搅拌速率为120转/min；

2）将得到的混合物置于吹膜机中，温度为128℃，吹膜，制袋，得到塑料袋。

聚羟基丁酸戊酸共聚酯是一种生物高分子聚酯,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点,如结晶速率慢、结晶度高、热稳定性差、断裂伸长率低以及成型加工困难等,极大地限制了聚羟基丁酸戊酸共聚酯的应用；本发明经过大量的实验研究，通过采用聚羟基丁酸戊酸共聚酯与乙烯基三乙氧基硅烷和经过处理的纳米二氧化钛一起共混,使得原本熔融过程中聚羟基丁酸戊酸共聚酯分子量大幅度下降的情况得到了改善,聚羟基丁酸戊酸共聚酯的分子量在热降解的同时又通过扩链反应得到了很大程度的恢复提高,提高了PHBV的结晶速率和结晶度,从而改善聚羟基丁酸戊酸共聚酯的初生纤维发粘和发脆的问题，并且极大的提高了其热稳定性、断裂伸长率，改善了其加工性能，制备的塑料袋热稳定性能提高了22%，断裂伸长率提高了25%，柔韧性和可拉伸性能得到极大的提高。

通过对甘蔗渣的处理，能够改善甘蔗渣纤维的强度和韧性，提高其相容性，能够更加好的配合其它成分性能的发挥，制备的塑料袋的抗拉强度和韧性分别提高了12%和8.5%。

天然淀粉的高分子链间存在氢键,分子间作用力较强,因此, 溶解性差,亲水而不易溶于水,且加热不熔融,300℃以后分解,成型性能较差，湿强度差, 遇水后力学性能显著降低；本发明通过采用玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉三者配合，并进行混合改性，不仅提高了其热塑性，还能够提高其流变性能，改善了加工成型性能，提高了湿压强度，降低了亲水性；然后对改性植物淀粉与钛酸四丁酯与聚乳酸经过预混处理，增强了植物淀粉与聚乳酸的相容性，提高了材料的韧性和柔性，对制备的塑料袋的加工流变性能、力学性能、结晶性能以及疏水性能和降解性能都有极大的提高，冲击强度提高了45.8%，弯曲强度提高了4.3%，断裂伸长率和抗撕裂强度非标提高12.3%和8.9%。

本发明的有益效果是：本发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、可再生资源，资源丰富，单位成本低、可替代性好，具有显著的经济效益和生态效益，其生物降解性优异，在掩埋120天里，质量能降低9-11%。本发明塑料袋纵向拉伸强度可以达到16.9MPa，横向拉伸强度可以达到15.8MPa；本发明易降解塑料袋色泽光亮，透明度好，承重能力高，能满足顾客多装东西和反复使用的要求；耐水性好，湿强度好。

具体实施方式

一种易降解塑料袋，按重量份计由以下成分制成：改性植物淀粉80、聚乳酸15、棉花籽油1.2、甘蔗渣8、钛酸四丁酯3、聚乙烯醇35、甘油5、乙烯基三乙氧基硅烷1、羧甲基纤维素聚环内酯7、聚羟基丁酸戊酸共聚酯5、纳米二氧化钛0.3；

所述改性植物淀粉按重量份计由以下成分制成：玉米淀粉25、木薯淀粉18、菱角淀粉3、醋酸乙烯酯0.8、过硫酸铵0.1、辛烯基琥珀酸酐0.3、硫酸铝0.1，所述改性植物淀粉植物纤维制备方法为：将玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉均匀混合到一起，然后采用功率为400W的微波处理15s，然后，添加混合物0.5倍重量的水，搅拌均匀后，添加醋酸乙烯酯、过硫酸铵、琥珀酸酐、硫酸铝过滤，采用超声波分散处理5分钟，然后加热至45℃，保温40分钟后，冷却至室温，洗涤，过滤，干燥，即可；

所述甘蔗渣经过预处理：将甘蔗渣采用质量浓度为1.5%的碳酸钠溶液浸泡15分钟后，过滤，然后添加到质量浓度为5.5%的盐酸溶液中，加热至28-32℃，持续10分钟，然后过滤，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，搅拌均匀后，将液体PH值调节到8.8，温度提高到48℃，并以250r/min速度搅拌，持续30分钟后，过滤，水洗，再添加到质量浓度为6.8%的氢氧化钠溶液中，加热至55-58℃，持续50分钟后，过滤，水洗，再添加到质量浓度为0.8%的次氯酸钠溶液中，浸泡20分钟后，过滤，水洗，烘干，即可；

所述改性植物淀粉、钛酸四丁酯与聚乳酸经过预混处理：将改性植物淀粉、钛酸四丁酯与聚乳酸添加到反应釜中，搅拌均匀后，以1℃/10s的速度，将反应釜的温度升至53℃，保温10分钟后，静置，冷却至室温；

所述纳米二氧化钛的粒度为22-24nm，所述聚羟基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷与纳米二氧化钛经过预混处理：先将纳米二氧化钛采用质量浓度为2.65%的硬脂酸溶液在68℃下浸泡30分钟，然后，过滤，清洗，烘干，再将处理好的纳米二氧化钛与聚羟基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷混合到一起，加热至78℃，以250r/min速度搅拌10分钟后，冷却至室温，即可。

一种易降解塑料袋的制备方法，包括：

1）将经过混合处理的改性植物淀粉与钛酸四丁酯和聚乳酸、棉花籽油、经过预处理的甘蔗渣、聚乙烯醇、甘油、羧甲基纤维素聚环内酯、经过共混处理的聚羟基丁酸戊酸共聚酯与乙烯基三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛置于搅拌机中，充分搅拌混合，搅拌时间为 52min，搅拌速率为120转/min；

2）将得到的混合物置于吹膜机中，温度为128℃，吹膜，制袋，得到塑料袋。

聚羟基丁酸戊酸共聚酯是一种生物高分子聚酯,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点,如结晶速率慢、结晶度高、热稳定性差、断裂伸长率低以及成型加工困难等,极大地限制了聚羟基丁酸戊酸共聚酯的应用；本发明经过大量的实验研究，通过采用聚羟基丁酸戊酸共聚酯与乙烯基三乙氧基硅烷和经过处理的纳米二氧化钛一起共混,使得原本熔融过程中聚羟基丁酸戊酸共聚酯分子量大幅度下降的情况得到了改善,聚羟基丁酸戊酸共聚酯的分子量在热降解的同时又通过扩链反应得到了很大程度的恢复提高,提高了PHBV的结晶速率和结晶度,从而改善聚羟基丁酸戊酸共聚酯的初生纤维发粘和发脆的问题，并且极大的提高了其热稳定性、断裂伸长率，改善了其加工性能，制备的塑料袋热稳定性能提高了22%，断裂伸长率提高了25%，柔韧性和可拉伸性能得到极大的提高。

通过对甘蔗渣的处理，能够改善甘蔗渣纤维的强度和韧性，提高其相容性，能够更加好的配合其它成分性能的发挥，制备的塑料袋的抗拉强度和韧性分别提高了12%和8.5%。

天然淀粉的高分子链间存在氢键,分子间作用力较强,因此, 溶解性差,亲水而不易溶于水,且加热不熔融,300℃以后分解,成型性能较差，湿强度差, 遇水后力学性能显著降低；本发明通过采用玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉三者配合，并进行混合改性，不仅提高了其热塑性，还能够提高其流变性能，改善了加工成型性能，提高了湿压强度，降低了亲水性；然后对改性植物淀粉与钛酸四丁酯与聚乳酸经过预混处理，增强了植物淀粉与聚乳酸的相容性，提高了材料的韧性和柔性，对制备的塑料袋的加工流变性能、力学性能、结晶性能以及疏水性能和降解性能都有极大的提高，冲击强度提高了45.8%，弯曲强度提高了4.3%，断裂伸长率和抗撕裂强度非标提高12.3%和8.9%。

Claims (2)

1.一种易降解塑料袋，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：改性植物淀粉80、聚乳酸15、棉花籽油1.2、甘蔗渣8、钛酸四丁酯3、聚乙烯醇35、甘油5、乙烯基三乙氧基硅烷1、羧甲基纤维素聚环内酯7、聚羟基丁酸戊酸共聚酯5、纳米二氧化钛0.3；

所述改性植物淀粉按重量份计由以下成分制成：玉米淀粉25、木薯淀粉18、菱角淀粉3、醋酸乙烯酯0.8、过硫酸铵0.1、辛烯基琥珀酸酐0.3、硫酸铝0.1，所述改性植物淀粉植物纤维制备方法为：将玉米淀粉、木薯淀粉、菱角淀粉均匀混合到一起，然后采用功率为400W的微波处理15s，然后，添加混合物0.5倍重量的水，搅拌均匀后，添加醋酸乙烯酯、过硫酸铵、琥珀酸酐、硫酸铝过滤，采用超声波分散处理5分钟，然后加热至45℃，保温40分钟后，冷却至室温，洗涤，过滤，干燥，即可；

所述甘蔗渣经过预处理：将甘蔗渣采用质量浓度为1.5%的碳酸钠溶液浸泡15分钟后，过滤，然后添加到质量浓度为5.5%的盐酸溶液中，加热至28-32℃，持续10分钟，然后过滤，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，搅拌均匀后，将液体PH值调节到8.8，温度提高到48℃，并以250r/min速度搅拌，持续30分钟后，过滤，水洗，再添加到质量浓度为6.8%的氢氧化钠溶液中，加热至55-58℃，持续50分钟后，过滤，水洗，再添加到质量浓度为0.8%的次氯酸钠溶液中，浸泡20分钟后，过滤，水洗，烘干，即可；

所述改性植物淀粉、钛酸四丁酯与聚乳酸经过预混处理：将改性植物淀粉、钛酸四丁酯与聚乳酸添加到反应釜中，搅拌均匀后，以1℃/10s的速度，将反应釜的温度升至53℃，保温10分钟后，静置，冷却至室温；

所述纳米二氧化钛的粒度为22-24nm，所述聚羟基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷与纳米二氧化钛经过预混处理：先将纳米二氧化钛采用质量浓度为2.65%的硬脂酸溶液在68℃下浸泡30分钟，然后，过滤，清洗，烘干，再将处理好的纳米二氧化钛与聚羟基丁酸戊酸共聚酯、乙烯基三乙氧基硅烷混合到一起，加热至78℃，以250r/min速度搅拌10分钟后，冷却至室温，即可。

2.根据权利要求1所述的一种易降解塑料袋的制备方法，其特征在于，包括：

1）将经过混合处理的改性植物淀粉与钛酸四丁酯和聚乳酸、棉花籽油、经过预处理的甘蔗渣、聚乙烯醇、甘油、羧甲基纤维素聚环内酯、经过共混处理的聚羟基丁酸戊酸共聚酯与乙烯基三乙氧基硅烷和纳米二氧化钛置于搅拌机中，充分搅拌混合，搅拌时间为 52min，搅拌速率为120转/min；

2）将得到的混合物置于吹膜机中，温度为128℃，吹膜，制袋，得到塑料袋。