CN108274727A - 一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物基降解技术领域，尤其涉及一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法，包括搅拌筛选装置、造粒机、共挤吹膜机，所述搅拌筛选装置包括搅拌筛选仓，所述搅拌筛选仓一侧设有第一端盖，另一侧设有第二端盖，所述第一端盖设有第一通槽，所述第二端盖设有第二通槽，所述搅拌筛选仓内设有搅拌轴，所述搅拌轴一端穿过第一通槽，另一端穿过第二通槽，所述搅拌轴一端连接有正转电机，另一端连接有反转电机，所述搅拌筛选仓内设有筛筒，所述第一端盖一侧设有第一限位槽，所述第二端盖一侧设有第二限位槽，所述筛筒一侧位于第一限位槽内，另一侧位于第二限位槽内。

Description

一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法

技术领域

本发明属于生物基降解技术领域，尤其涉及一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，人们对环境的破坏日益严重，尤其是不可降解的塑料，被人们随意乱丢后，由于不易被土壤微生物降解，长期留存在土壤内，给生态环境造成了严重的污染。一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用，传统的处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体，污染环境；掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解，也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中，阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收，使土壤透气性降低，导致农作物减产；动作食用残弃的塑料膜后，会造成肠梗阻而死亡；流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害，因此提倡绿色消费与加强环境保护势在必行。

为了减少白色污染，保护生态环境，人们开始对可降解的塑料进行研究，研究的第一代降解塑料为可降解塑料，这种可降解塑料在原有原料的基础上添加了一小部分的可降解母料或淀粉基原料，其大部分是不能进行降解的，也不利于塑料的回收与再造；研究的第二代降解塑料为生物基可控全降解塑料，以资源丰富、可再生的生物质为原料，降解过程绿色、清洁，还有利于构建土地和环境体系的良性循环，是缓解石油危机、消除白色污染的有效途径，

目前，制造生物基可控全降解塑料的方法主要为首先将原料进行烘干，再通过搅拌装置搅拌，然后通过造粒机造粒，最后通过共挤吹膜机吹膜成型，但是原料内经常会存在一些杂质，从而影响产品的透明度。

发明内容

本发明提供一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法，以解决上述背景技术中提出的原料内存在杂质的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法，包括搅拌筛选装置、造粒机、共挤吹膜机，所述搅拌筛选装置与造粒机连接，所述造粒机与共挤吹膜机连接；

所述搅拌筛选装置包括搅拌筛选仓，所述搅拌筛选仓底部设有支撑架，所述支撑架底部设有底座，所述搅拌筛选仓一侧设有第一端盖，另一侧设有第二端盖，所述第一端盖设有第一通槽，所述第二端盖设有第二通槽，所述搅拌筛选仓内设有搅拌轴，所述搅拌轴一端穿过第一通槽，另一端穿过第二通槽，所述搅拌轴一端连接有正转电机，另一端连接有反转电机，所述正转电机下方设有第一支撑台，所述反转电机下方设有第二支撑台，所述搅拌筛选仓内设有筛筒，所述第一端盖一侧设有第一限位槽，所述第二端盖一侧设有第二限位槽，所述筛筒一侧位于第一限位槽内，另一侧位于第二限位槽内；

所述造粒机包括输送仓、分切仓、输出仓，所述输送仓的顶部设有进料口，所述输送仓内设有输送螺杆，所述输送螺杆一端连接有输送电机，所述输送仓另一端与分切仓连接，所述分切仓内设有切刀，所述切刀一端连接有分切电机，所述分切仓的底部与输出仓连接，所述输出仓内设有输出螺杆，所述输出螺杆连接有输出电机；

所述共挤吹膜机包括外模体，所述外模体内设有芯模，所述外模体包括第一层外模、第二层外模、第三层外模、底模，所述第一层外模、第二层外模之间设有第一层流道，所述第二层外模、第三层外模之间设有第二层流道，所述第三层外模、底模之间设有第三层流道，所述第一层外模上方设有口模，所述口模与芯模之间设有顶层流道，所述顶层流道、第一层流道、第二层流道、第三层流道均相通。

所述筛筒与搅拌筛选仓之间设有连接杆。

所述连接杆的数量为4-8个。

还包括原料，所述原料包括聚乳酸、聚对苯二甲酸 - 己二酸丁二醇酯、反应性助剂、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂和光稳定剂。

本发明的有益效果为：

1 本技术方案通过采用搅拌筛选装置，可以在搅拌加工的同时将杂质去除，从而提高产品的透明度，由于和搅拌工序设置在一起完成，不会增加加工制造的时间，不会影响加工制造的效率，实施效果非常理想。

2 正转、反转电机的设置可以实现搅拌轴的正转和反转。

3 限位槽的设置主要对搅拌轴起固定限位的作用。

4 连接杆的设置可以起到辅助固定筛筒的作用，从而增加设备整体的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明搅拌筛选装置的结构示意图；

图3为本发明造粒机的结构示意图；

图4为本发明共挤吹膜机的结构示意图。图中：1-搅拌筛选装置，2-造粒机，3-共挤吹膜机，4-底座，5-支撑架，6-搅拌筛选仓，7-搅拌轴，10-输送仓，11-分切仓，12-输出仓，13-进料口，14-输送螺杆，15-输送电机，16-切刀，17-分切电机，18-输出螺杆，19-输出电机，20-外模体，21-芯模，22-第一层外模，23-第二层外模，24-第三层外模，25-底模，26-第一层流道，27-第二层流道，28-第三层流道，29-口模，30-顶层流道，31-第一端盖，32-第二端盖，33-正转电机，34-第一支撑台，35-反转电机，36-第二支撑台，37-筛筒，38-第一限位槽，39-第二限位槽，40-连接杆。

具体实施方式

一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法，包括原料、搅拌筛选装置1、造粒机2、共挤吹膜机3，搅拌筛选装置1与造粒机2连接，造粒机2与共挤吹膜机3连接。

原料包括聚乳酸、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯、反应性助剂、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂和光稳定剂。

反应性助剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化 2- 乙基己基酸叔戊酯、过氧化 2- 乙基己基 酸叔丁酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化二叔丁基或 2，5- 二甲基 -2， 5- 二己烷中的任意一种。

抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂BHT，亚磷酸酯类抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂亚磷酸苯酯中的任意一种。

润滑剂为N，N- 乙撑双硬脂酰胺，油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙或环氧大豆油中的任意一种。

紫外吸收剂为UV531、UV320、UV326 或 UV327 中的任意一种。

光稳定剂为光稳定剂622、光稳定剂 770、光稳定剂783、光稳定剂791、光稳定剂944 或光稳定剂3853中的任意一种。

搅拌筛选装置1包括搅拌筛选仓6，搅拌筛选仓6底部设有支撑架5，支撑架5底部设有底座4，搅拌筛选仓6一侧设有第一端盖31，另一侧设有第二端盖32，第一端盖31设有第一通槽41，第二端盖32设有第二通槽42，搅拌筛选仓6内设有搅拌轴7，搅拌轴7一端穿过第一通槽41，另一端穿过第二通槽42，搅拌轴7一端连接有正转电机33，另一端连接有反转电机35，正转电机33下方设有第一支撑台34，反转电机35下方设有第二支撑台36，搅拌筛选仓6内设有筛筒37，第一端盖31一侧设有第一限位槽38，第二端盖32一侧设有第二限位槽42，筛筒37一侧位于第一限位槽38内，另一侧位于第二限位槽39内；筛筒37与搅拌筛选仓6之间设有连接杆40，连接杆40的数量为4-8个，本实施例以4个为例，实际可根据需要进行设置。

造粒机2包括输送仓10、分切仓11、输出仓12，输送仓10的顶部设有进料口13，输送仓10内设有输送螺杆14，输送螺杆14一端连接有输送电机15，输送仓10另一端与分切仓11连接，分切仓11内设有切刀16，切刀16一端连接有分切电机17，分切仓11的底部与输出仓12连接，输出仓12内设有输出螺杆18，输出螺杆18连接有输出电机19。

共挤吹膜机3包括外模体20，外模体20内设有芯模21，外模体20包括第一层外模22、第二层外模23、第三层外模24、底模25，第一层外模22、第二层外模23之间设有第一层流道26，第二层外模23、第三层外模24之间设有第二层流道27，第三层外模24、底模25之间设有第三层流道28，第一层外模22上方设有口模29，口模29与芯模21之间设有顶层流道30，顶层流道30、第一层流道26、第二层流道27、第三层流道28均相通。

实施原理：

生物基可控全降解塑料根据原材料分，可以分为淀粉类，聚酯类和其他类，本技术方案为聚酯类，聚乳酸（PLA）也称聚丙交酯，属于聚酯家族，其结构式为（-O-CHCH3-CO-)n。

聚乳酸最主要的两种聚合方法是直接聚合法和开环聚合法。直接聚合法是典型的缩聚反应。利用乳酸的活性，通过加热，乳酸分子间发生脱水缩合反应，获得聚乳酸。直接聚合法生产工艺简单，生产成本低，不需要分离反应的中间体。但聚乳酸的分子量较低，分子量分布较广，性能差。丙交酯开环聚合法采用两步法生产聚乳酸。首先由乳酸脱水环化制得丙交酯，然后再由精制过的丙交酯开环聚合制成聚乳酸。开环聚合法制得的聚乳酸物理力学性能较好，该法的生产成本比直接聚合法高。

聚乳酸的降解分为简单水解（酸碱催化）和酶催化水解降解。聚乳酸的主要降解方式为本体侵蚀。疏水性的聚合物通过主链上不稳定键（C-O键）的水解变成低相对分子量、水溶性分子和单体，然后在酶的作用下进一步降解为水和二氧化碳。聚乳酸的降解首先是非晶区的水解，其次是晶区。水解反应会因羧基的存在而加快。聚乳酸内部存在自催化作用，内部降解的速度比表面的快。在降解开始时，基质中酯键的水解是各向同性的。在降解过程中，端羧基对水解起催化作用。随着降解的进行，端羧基量增加，降解速率加快。

实施过程：

首先将原料按照按重量份进行配置：包括聚乳酸15-60 份、聚对苯二甲酸 - 己二酸丁二醇酯40-85 份、反应性助剂0.1-0.5 份、抗氧剂0.1-0.5 份、润滑剂0.1-0.5 份、紫外吸收剂0.1-0.5 份和光稳定剂0.1-0.5 份。

然后将原料进行烘干，烘干后放进搅拌筛选装置进行搅拌筛选，在搅拌混合的同时将杂质去除，时间为3-5小时，搅拌筛选后放入造粒机进行造粒，得到降解塑料颗粒，机头温度为110-150℃，然后将降解塑料颗粒放入共挤吹膜机内进行吹膜，其中吹膜的温度为150℃-200℃。

试验过程：

水蚤急性毒性试验

1. 试验概述

水蚤急性毒性试验用生物基堆肥和标准堆肥作对比试验，检测含有生物基降解塑料的降解堆肥对水蚤的毒性影响。生物基降解塑料经过聚酯降解后通常含有各种代谢产物、部分未降解完全的产物和无机物。降解堆肥的毒性可用水蚤在降解堆肥和标准堆肥中的成活率来衡量。

2. 试验规范

本试验采用经合组织的OECD化学物试验准则#202“水蚤类生物活性试验和繁殖试验”。

3. 试验步骤

（1）堆肥洗出液用1份堆肥和4份水，经60^oC加热2小时，制得。将此液体的稀释系数定为4。

（2）稀释浓度确定试验用稀释系数为4，8，16，32，64稀释液。

（3）试管中装入20ml稀释液体，放入5条水蚤，每个试验4个重复。

（4）试验温度为18~22^oC。避光。

（5）24小时后检测水蚤的成活率。如水蚤已死，或躺着底部，在10秒钟观察期不活动，也认为已死。

（6）若在标准新鲜的水中，水蚤的死亡率超过10%，试验无效。需重新试验。

稀释浓度确定预试验的结果为：

标准新鲜水：成活率100% 标准堆肥4：成活率30%

标准堆肥8：成活率70% 标准堆肥16：成活率100%

标准堆肥32：成活率100% 标准堆肥64：成活率100%

试验稀释浓度的选择为4~20。如4，8，12，16，20，试验进行24小时。根据试验结果显示各种降解堆肥稀释液对水蚤的成活率没有显著的不利影响。当稀释浓度为4X和8X的降解堆肥稀释液，水蚤的成活率大于对应的标准堆肥稀释液。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法，其特征在于：

包括搅拌筛选装置、造粒机、共挤吹膜机，所述搅拌筛选装置与造粒机连接，所述造粒机与共挤吹膜机连接；

所述搅拌筛选装置包括搅拌筛选仓，所述搅拌筛选仓底部设有支撑架，所述支撑架底部设有底座，所述搅拌筛选仓一侧设有第一端盖，另一侧设有第二端盖，所述第一端盖设有第一通槽，所述第二端盖设有第二通槽，所述搅拌筛选仓内设有搅拌轴，所述搅拌轴一端穿过第一通槽，另一端穿过第二通槽，所述搅拌轴一端连接有正转电机，另一端连接有反转电机，所述正转电机下方设有第一支撑台，所述反转电机下方设有第二支撑台，所述搅拌筛选仓内设有筛筒，所述第一端盖一侧设有第一限位槽，所述第二端盖一侧设有第二限位槽，所述筛筒一侧位于第一限位槽内，另一侧位于第二限位槽内；

所述造粒机包括输送仓、分切仓、输出仓，所述输送仓的顶部设有进料口，所述输送仓内设有输送螺杆，所述输送螺杆一端连接有输送电机，所述输送仓另一端与分切仓连接，所述分切仓内设有切刀，所述切刀一端连接有分切电机，所述分切仓的底部与输出仓连接，所述输出仓内设有输出螺杆，所述输出螺杆连接有输出电机；

所述共挤吹膜机包括外模体，所述外模体内设有芯模，所述外模体包括第一层外模、第二层外模、第三层外模、底模，所述第一层外模、第二层外模之间设有第一层流道，所述第二层外模、第三层外模之间设有第二层流道，所述第三层外模、底模之间设有第三层流道，所述第一层外模上方设有口模，所述口模与芯模之间设有顶层流道，所述顶层流道、第一层流道、第二层流道、第三层流道均相通。

2.根据权利要求1所述的一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法，其特征在于：所述筛筒与搅拌筛选仓之间设有连接杆。

3.根据权利要求2所述的一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法，其特征在于：所述连接杆的数量为4-8个。

4.根据权利要求1所述的一种生物基降解抗菌果袋的机理与制备方法，其特征在于：还包括原料，所述原料包括聚乳酸、聚对苯二甲酸 - 己二酸丁二醇酯、反应性助剂、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂和光稳定剂。