CN108003510A - 一种环保可降解抑菌塑料及其制备方法 - Google Patents

一种环保可降解抑菌塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种环保可降解抑菌塑料及其制备方法，由下述重量分组分制备而成:聚氯乙烯20‑35份、亚麻纤维3‑10份、聚苯酯5‑15份、细辛50wt%乙醇水提取物4‑10份、川穹50wt%乙醇水提取物2‑8份、五倍子50wt%乙醇水提取物1‑9份、月桂酸单甘油酯5‑11份、聚已内酯18‑26份、乙酰化淀粉15‑27份、热稳定剂5‑12份、增塑剂3‑9份、填充剂4‑10份。本发明制备得到的环保可降解抑菌塑料具有很好的抗菌性能、抗外力破坏性能，并且环保易降解，能够减少环境污染。

Description

一种环保可降解抑菌塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，特别涉及一种环保可降解抑菌塑料及其制备方法。
背景技术
塑料制品是重要的有机合成高分子材料，应用非常广泛，在农业，工业，建筑，包装，国防尖端工业以及人们日常生活等各个领域都占据着重要的地位。如农业设施中所用棚膜、地膜、遮阳网、防虫网等都是塑料制品。在建筑领域大发展进程中，塑料的贡献也功不可没，如塑料门窗、塑料管材等。塑料在医用与食品包装中的应用也很广泛，如塑料制成的管制脏器及人工皮肤，以及注射器、输液袋以及食品包装袋等。塑料的广泛使用为人类社会带来大量利益的同时，也伴随着许多的弊端。如资源的消耗，塑料材料的难以降解，废弃塑料带来的“白色污染”越来越严重等问题。
近年来，微生物可降解塑料由于顺应环保理念，具有环境相容性，热塑性等优点引起发展热潮，受到人们的推崇。单一的可降解塑料在实际使用过程中，性能上存在一定的缺点，给使用造成了一定的不便。通过各种适宜助剂的共混复配，消除缺陷，能够得到具有抗菌、环保、力学性质好的塑料。
发明内容
要解决的技术问题：
现有的塑料制品，大多数不具有抗菌性或抗菌性较差，并且难以降解，造成环境污染。本发明的目的是提供一种力学性质好，环保易降解，并且具有抗菌性能的塑料。
技术方案：
本发明提供了一种环保可降解抑菌塑料，由下述重量分组分制备而成：
聚氯乙烯20-35份、
亚麻纤维3-10份、
聚苯酯5-15份、
细辛50wt%乙醇水提取物4-10份、
川穹50wt%乙醇水提取物2-8份、
五倍子50wt%乙醇水提取物1-9份、
月桂酸单甘油酯5-11份、
聚已内酯18-26份、
乙酰化淀粉15-27份、
热稳定剂5-12份、
增塑剂3-9份、
填充剂4-10份。
优选的，所述的一种环保可降解抑菌塑料，所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7。
优选的，所述的一种环保可降解抑菌塑料，所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油。
优选的，所述的一种环保可降解抑菌塑料，所述的填充剂为氮化硅。
本发明还提供了一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取4-10份细辛、2-8份川穹、1-9份五倍子干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在30-50℃下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物、川穹50wt%乙醇水提取物、五倍子50wt%乙醇水提取物的混合溶液；
（2）取20-35份聚氯乙烯、3-10份亚麻纤维、5-15份聚苯酯、5-12份热稳定剂、加入高速混合机中，温度为110℃-138℃，转速为 300-500rpm，混合6-12min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯5-11份、聚已内酯18-26份、乙酰化淀粉15-27份、增塑剂3-9份、填充剂4-10份，混合30-50min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌15-28min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压7-12min 后，平板成型压力为10-15MPa，成型温度为133-145℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料。
优选的，所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，步骤（1）中的提取温度为45℃。
优选的，所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，步骤（2）中的混合温度为122-130℃。
优选的，所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，步骤（3）中的混合时间为40min。
优选的，所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，步骤（4）中的混合时间为20min。
优选的，所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，步骤（5）中的成型温度为140℃。
有益效果：
本发明提供的一种环保可降解抑菌塑料，具有较好的抑菌性能，细辛、川穹以及五倍子的复配，增强了抗菌性能，使制备的得到的塑料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率分别达到95%和97%。本发明提供的一种环保可降解抑菌塑料，具有很好的力学性能，氮化硅和聚苯酯的增强了塑料的抗冲击、抗外力破坏性能。本发明中制备得到的塑料不仅具有很好的性能，并且所用到的原材料环保易降解，顺应环境保护的理念。
具体实施方式
下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
（1）取细辛10份、川穹2份、五倍子9份干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在45℃下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物、川穹50wt%乙醇水提取物、五倍子50wt%乙醇水提取物的混合溶液；
（2）取聚氯乙烯20份、亚麻纤维10份、聚苯酯5份、热稳定剂5份、加入高速混合机中，温度为128℃，转速为 410rpm，混合8min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯5份、聚已内酯18份、乙酰化淀粉27份、增塑剂3份、填充剂4份，混合40min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌20min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压8min后，平板成型压力为14MPa，成型温度为140℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料；
所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7；
所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油；
所述的填充剂为氮化硅。
实施例2
（1）取细辛4份、川穹8份、五倍子1份干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在45℃下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物、川穹50wt%乙醇水提取物、五倍子50wt%乙醇水提取物的混合溶液；
（2）取聚氯乙烯35份、亚麻纤维3份、聚苯酯15份、热稳定剂12份、加入高速混合机中，温度为128℃，转速为410rpm，混合8min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯11份、聚已内酯26份、乙酰化淀粉15份、增塑剂9份、填充剂1份，混合40min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌20min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压8min 后，平板成型压力为14MPa，成型温度为140℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料；
所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7；
所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油；
所述的填充剂为氮化硅。
实施例3
（1）取细辛5份、川穹6份、五倍子3份干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在45℃下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物、川穹50wt%乙醇水提取物、五倍子50wt%乙醇水提取物的混合溶液；
（2）取聚氯乙烯31份、亚麻纤维5份、聚苯酯13份、热稳定剂11份、加入高速混合机中，温度为128℃，转速为410rpm，混合8min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯7份、聚已内酯23份、乙酰化淀粉19份、增塑剂4份、填充剂7份，混合40min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌20min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压8min后，平板成型压力为14MPa，成型温度为140℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料；
所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7；
所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油；
所述的填充剂为氮化硅。
实施例4
（1）取细辛9份、川穹3份、五倍子7份干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在45℃下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物、川穹50wt%乙醇水提取物、五倍子50wt%乙醇水提取物的混合溶液；
（2）取聚氯乙烯24份、亚麻纤维8份、聚苯酯7份、热稳定剂7份、加入高速混合机中，温度为128℃，转速为410rpm，混合8min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯10份、聚已内酯20份、乙酰化淀粉22份、增塑剂5份、填充剂6份，混合40min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌20min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压8min后，平板成型压力为14MPa，成型温度为140℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料；
所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7；
所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油；
所述的填充剂为氮化硅。
实施例5
（1）取细辛8份、川穹5份、五倍子6份干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在45℃下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物、川穹50wt%乙醇水提取物、五倍子50wt%乙醇水提取物的混合溶液；
（2）取聚氯乙烯27份、亚麻纤维7份、聚苯酯11份、热稳定剂9份、加入高速混合机中，温度为128℃，转速为 410rpm，混合8min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯9份、聚已内酯21份、乙酰化淀粉20份、增塑剂5份、填充剂6份，混合40min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌20min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压8min后，平板成型压力为14MPa，成型温度为140℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料；
所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7；
所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油；
所述的填充剂为氮化硅。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于不含氮化硅。具体地说是：
（1）取细辛10份、川穹2份、五倍子9份干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在45℃下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物、川穹50wt%乙醇水提取物、五倍子50wt%乙醇水提取物的混合溶液；
（2）取聚氯乙烯20份、亚麻纤维10份、聚苯酯5份、热稳定剂5份、加入高速混合机中，温度为128℃，转速为 410rpm，混合8min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯5份、聚已内酯18份、乙酰化淀粉27份、增塑剂3份，混合40min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌20min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压8min后，平板成型压力为14MPa，成型温度为140℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料；
所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7；
所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于用细辛替代川穹和五倍子。具体地说是：
（1）取细辛21份干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在45℃下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物；
（2）取聚氯乙烯20份、亚麻纤维10份、聚苯酯5份、热稳定剂5份、加入高速混合机中，温度为128℃，转速为410rpm，混合8min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯5份、聚已内酯18份、乙酰化淀粉27份、增塑剂3份、填充剂4份，混合40min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌20min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压8min 后，平板成型压力为14MPa，成型温度为140℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料；
所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7；
所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油；
所述的填充剂为氮化硅。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于不含聚苯酯。具体地说是：
（1）取细辛10份、川穹2份、五倍子9份干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在45℃下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物、川穹50wt%乙醇水提取物、五倍子50wt%乙醇水提取物的混合溶液；
（2）取聚氯乙烯20份、亚麻纤维10份、热稳定剂5份、加入高速混合机中，温度为128℃，转速为410rpm，混合8min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯5份、聚已内酯18份、乙酰化淀粉27份、增塑剂3份、填充剂4份，混合40min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌20min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压8min后，平板成型压力为14MPa，成型温度为140℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料；
所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7；
所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油；
所述的填充剂为氮化硅。
将实施例1-5以及对比例1-3进行性能测试，测试结果见下表。其中，抗菌性能测试参考QB/T2591-2003。拉伸强度和断裂伸长率的测定根据GB13022-91 塑料薄膜拉伸性能试验方法。
表1
样品 大肠杆菌抑菌率/% 金黄色葡萄球菌抑菌率/%
实施例1 85 89
实施例2 87 92
实施例3 91 95
实施例4 93 94
实施例5 95 97
对比例1 84 90
对比例2 78 81
对比例3 83 91
表2
样品 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/%
实施例1 14.3 127.4
实施例2 15.2 129.5
实施例3 17.9 137.3
实施例4 17.3 138.1
实施例5 18.7 140.7
对比例1 11.7 119.7
对比例2 14.5 125.2
对比例3 12.6 121.8
由表1可以得出结论：本发明提供的一种环保可降解抑菌塑料，具有较好的抑菌性能，细辛、川穹以及五倍子的复配，增强了抗菌性能，使制备的得到的塑料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率分别达到95%和97%。由表2可知，本发明提供的一种环保可降解抑菌塑料，具有很好的力学性能，氮化硅和聚苯酯的增强了塑料的抗冲击、抗外力破坏性能。

Claims (10)

1.一种环保可降解抑菌塑料,其特征在于,由下述重量分组分制备而成:
聚氯乙烯20-35份、
亚麻纤维3-10份、
聚苯酯5-15份、
细辛50wt%乙醇水提取物4-10份、
川穹50wt%乙醇水提取物2-8份、
五倍子50wt%乙醇水提取物1-9份、
月桂酸单甘油酯5-11份、
聚已内酯18-26份、
乙酰化淀粉15-27份、
热稳定剂5-12份、
增塑剂3-9份、
填充剂4-10份。
2.根据权利要求1所述的一种环保可降解抑菌塑料，其特征在于，所述的热稳定剂为甘油锌和硬脂酸钙的混合物，其混合比例为1:1.7。
3.根据权利要求1所述的一种环保可降解抑菌塑料，其特征在于，所述的增塑剂为环氧大豆油或甘油。
4.根据权利要求1所述的一种环保可降解抑菌塑料，其特征在于，所述的填充剂为氮化硅。
5.根据权利要求1所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取4-10份细辛、2-8份川穹、1-9份五倍子干燥后粉碎，将粉碎后的草药混合，用50wt%乙醇水溶液在一定温度下提取2h，料液比为1:5，提取后离心分离，将分离液分离后收集上层液体，将液体浓缩后，制备得到细辛50wt%乙醇水提取物、川穹50wt%乙醇水提取物、五倍子50wt%乙醇水提取物的混合溶液；
（2）取20-35份聚氯乙烯、3-10份亚麻纤维、5-15份聚苯酯、5-12份热稳定剂、加入高速混合机中，加热混合，转速为 300-500rpm，混合6-12min；
（3）继续加入月桂酸单甘油酯5-11份、聚已内酯18-26份、乙酰化淀粉15-27份、增塑剂3-9份、填充剂4-10份，混合30-50min；
（4）将步骤（1）中得到的中药提取物混合液加入到步骤（3）中的混合液中，继续混合搅拌15-28min，得到混合物料；
（5）将步骤（4）中得到的混合物料置于平板硫化机上热压7-12min 后，平板成型压力为10-15MPa，成型温度为133-145℃，取出冷却至室温，即制备得到环保可降解抑菌塑料。
6.根据权利要求5所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的提取温度为45℃。
7.根据权利要求5所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的加热温度为110℃-138℃。
8.根据权利要求5所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中的混合时间为40min。
9.根据权利要求5所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中的混合时间为20min。
10.根据权利要求5所述的一种环保可降解抑菌塑料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中的成型温度为140℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104893335A (zh) * 2015-06-11 2015-09-09 张家港市山牧新材料技术开发有限公司 一种可降解的农用薄膜
CN106280122A (zh) * 2016-08-28 2017-01-04 安徽优丽普科技股份有限公司 一种挂钩式金属龙骨专用的表面无螺丝pvc槽板

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