CN108586824A - 一种可完全降解塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种可完全降解塑料及其制备方法，其中可完全降解塑料由如下重量份的原料制成：生物基改性淀粉：60～90份、PBAT：10～40份、助剂：10～15份；该制备方法包括以下操作步骤：(1)原料预处理，(2)熔融挤出造粒。该可完全降解塑料，其原料中包括的生物基改性淀粉与PBAT均具有很好的成膜性，且他们的结合使膜的强度相当好，使塑料膜的拉伸强度可达20～36Mpa，断裂伸长率可达350％以上，直角撕裂强度可达80N/mm以上，且原料全部采用了可生物降解组分，使后续塑料制品能在3‑18个月可控完全降解。
Description
技术领域
本发明属于降解塑料技术领域，特别涉及一种可完全降解塑料及其制备方法。
背景技术
降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下能将降解成为对环境无害的物质的塑料，也称为可环境降解塑料。
淀粉是由葡萄糖缩聚而成的一种多糖类物质的天然高分子化合物，是自然界来源最丰富的一种可再生物质，淀粉可降解，不会对环境造成污染。改性淀粉是在天然淀粉所具有的固有特性的基础上，为改善淀粉性能、扩大其应用范围，在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，从而使其更适合于一定应用的要求，比如改性淀粉作为降解塑料的原料之一，能大大提高塑料的可降解性。
专利CN106967235公开了一种易降解塑料及其制备方法，其所采用的原料包括改性淀粉以及纤维素降解酶，然而，其仅为一种易降解塑料，而并非一种可完全降解塑料。
发明内容
本发明的目的在于提出一种新的可完全降解塑料及其制备方法，该降解塑料所采用的原料均为可生物降解组分，在使用过后可完全降解；以及该可完全降解塑料的制备方法简单易控，其原料全部采用了可生物降解组分，使后续塑料制品能在3-18个月可控完全降解。
为了实现上述目的，本发明提供如下第一技术方案：一种可完全降解塑料，其由如下量份的原料制成：
生物基改性淀粉：60～90份；
PBAT：10～40份；
助剂：10～15份。
进一步地，所述生物基改性淀粉包括玉米酯化改性淀粉。
进一步地，所述助剂包括水、乙醇或丙三醇中的一种或多种。
为了实现上述目的，本发明提供如下第二技术方案：一种制备可完全降解塑料的方法，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将生物基改性淀粉、PBAT在高速混合机组中混合均匀，边搅拌边喷入助剂，形成预处理后原料备用；
(2)熔融挤出造粒：将所述步骤(1)中预处理后原料通过计量喂料系统，加入挤出机中，在一定转速下转动进行熔融混合成一体，经挤出、切粒、冷却、筛选出合格产品。
进一步地，所述步骤(1)中混合时间为20-40分钟。
进一步地，所述步骤(1)中混合时PH为6.5-7.5，混合温度为常温。
进一步地，所述步骤(2)中融融时间为4-6分钟。
进一步地，所述步骤(2)中挤出温度为110℃。
进一步地，所述步骤(2)中挤出机为电磁动态塑化双螺杆挤出机。
本发明的有益效果：
本发明提供一种可完全降解塑料及其制备方法，该可完全降解塑料原料包括生物基改性淀粉60～90份，PBAT10～40份，助剂10～15份，生物基改性淀粉与PBAT均具有很好的成膜性，且他们的结合使膜的强度相当好，使主要后续产品——塑料膜的拉伸强度可达20～36Mpa，断裂伸长率可达350％以上，直角撕裂强度可达80N/mm以上。
该可完全降解塑料的制备方法简单易控，其原料全部采用了可生物降解组分，使后续塑料制品能在3-18个月可控完全降解。
具体实施方式
本发明要求保护一种可完全降解塑料及其制备方法，该可完全降解塑料，其由如下重量份的原料制成：生物基改性淀粉：60～90份、PBAT：10～40份、助剂：10～15份。其中，生物基改性淀粉包括玉米酯化改性淀粉。助剂包括水、乙醇或丙三醇中的一种或多种，制成成品后助剂挥发。PBAT中文名为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，具有较好的延展性、拉伸强度、断裂伸长率及直角撕裂强度，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性，是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。
该可完全降解塑料的制备方法包括如下步骤：
(1)原料预处理：将生物基改性淀粉、PBAT在高速混合机组中混合均匀，边搅拌边喷入助剂，形成预处理后原料备用；
(2)熔融挤出造粒：将所述步骤(1)中预处理后原料通过计量喂料系统，加入挤出机中，高速转动进行熔融混合成一体，经挤出、切粒、冷却、筛选出合格产品。
因此，本发明可完全降解塑料的具体的工艺流程如下：原料→混合机组→输送→计量喂料→挤出机→风冷热切模头→切粒罩→切粒机→风送系统→振动筛分→成品。
下面结合具体实施例对本发明进行更为详尽地描述。
实施例一：本实施例提供一种可完全降解塑料及其制备方法，该制备方法包括以下操作步骤：
(1)首先进行原料预处理。常温下，将600g玉米酯化改性淀粉、400gPBAT在高速混合机组中混合搅拌20分钟，边搅拌边喷入100g以水、乙醇和丙三醇的共混液组成的助剂，混合均匀，混合原料保持PH6.5，形成预处理后原料备用。
(2)然后进行熔融挤出造粒。将步骤(1)中预处理后原料通过计量喂料系统连续加入电磁动态塑化挤出机中，电磁动态塑化挤出机高速转动使原料熔融塑化混合，混合4分钟后，形成均一的塑料熔体。然后塑料熔体经风冷热切模头挤出、经过切粒罩后经切粒机切粒、经风冷系统冷却、经振动筛分系统筛选处理合格的塑料粒子，记为产品1。其中塑料熔体经风冷热切模头挤出时的挤出温度为110℃
最后将合格的颗粒原料送入成品仓储，称量包装成产品出厂，由下游生产商制备成后续塑料制品。
本实施例中所采用的生产设备为成套设备，包括依次连接的搅拌装置、电磁动态塑化挤出机、二级送风装置、热切造粒装置等，该成套设备可用于进行该可完全降解塑料的工业化生产。
实施例二：本实施例提供一种可完全降解塑料及其制备方法，该制备方法包括以下操作步骤：
(1)首先进行原料预处理。常温下，将900g玉米酯化改性淀粉、100gPBAT在高速混合机组中混合搅拌40分钟，边搅拌边喷入150g以水、乙醇和丙三醇的共混液组成的助剂，混合均匀，混合原料保持PH7.5，形成预处理后原料备用。
(2)然后进行熔融挤出造粒。将步骤(1)中预处理后原料通过计量喂料系统连续加入电磁动态塑化挤出机中，电磁动态塑化挤出机高速转动使原料熔融塑化混合，混合6分钟后，形成均一的塑料熔体。然后塑料熔体经风冷热切模头挤出、经过切粒罩后经切粒机切粒、经风冷系统冷却、经振动筛分系统筛选处理合格的塑料粒子，记为产品2。其中塑料熔体经风冷热切模头挤出时的挤出温度为110℃。
最后将合格的颗粒原料送入成品仓储，称量包装成产品出厂，由下游生产商制备成后续塑料制品。
实施例三：本实施例提供一种可完全降解塑料及其制备方法，该制备方法包括以下操作步骤：
(1)首先进行原料预处理。常温下，将750g玉米酯化改性淀粉、250gPBAT在高速混合机组中混合搅拌30分钟，边搅拌边喷入125g以水、乙醇和丙三醇的共混液组成的助剂，混合均匀，混合原料保持PH7，形成预处理后原料备用。
(2)然后进行熔融挤出造粒。将步骤(1)中预处理后原料通过计量喂料系统连续加入电磁动态塑化挤出机中，电磁动态塑化挤出机高速转动使原料熔融塑化混合，混合5分钟后，形成均一的塑料熔体。然后塑料熔体经风冷热切模头挤出、经过切粒罩后经切粒机切粒、经风冷系统冷却、经振动筛分系统筛选处理合格的塑料粒子，记为产品3。其中塑料熔体经风冷热切模头挤出时的挤出温度为110℃。
最后将合格的颗粒原料送入成品仓储，称量包装成产品出厂，由下游生产商制备成后续塑料制品。
我们将目前市场上一般淀粉含量仅占30％以下的可降解塑料的产品，且淀粉为一般的淀粉而非生物基改性淀粉，作为对比产品1。将以上产品1-3与该对比产品1进行降解能力对比，结论如表1所示：
| 名称 | 降解时间 | 降解程度 |
| 产品1 | 10个月 | 完全降解 |
| 产品2 | 3个月 | 完全降解 |
| 产品3 | 5个月 | 完全降解 |
| 对比产品1 | 19个月 | 降解50％ |
表1
相对于传统工艺，本发明中可完全降解塑料，全部选用了可生物降解组分，特别是生物基改性淀粉组分包括60-90％，使后续的塑料制品能在3～18个月可控完全降解。并且，所采用的生物基改性淀粉与PBAT均具有很好的成膜性，且他们的结合使膜的强度相当好，使主要后续产品——塑料膜的拉伸强度可达20～36Mpa、断裂伸长率可达350％以上、直角撕裂强度可达80N/mm以上。该可完全降解塑料的制备方法在相应设备的基础上，能够实现连续稳定的造粒，易于实现工业化。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可完全降解塑料，其特征在于其由如下重量份的原料制成：
生物基改性淀粉：60～90份；
PBAT：10～40份；
助剂：10～15份。
2.根据权利要求1所述的可完全降解塑料，其特征在于：所述生物基改性淀粉包括玉米酯化改性淀粉。
3.根据权利要求1所述的可完全降解塑料，其特征在于：所述助剂包括水、乙醇、丙三醇中的一种或多种。
4.一种制备如权利要求1-3中任一项所述可完全降解塑料的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)原料预处理：将生物基改性淀粉、PBAT在高速混合机组中混合均匀，边搅拌边喷入助剂，形成预处理后原料备用；
(2)熔融挤出造粒：将所述步骤(1)中预处理后原料通过计量喂料系统，加入挤出机中，在一定转速下转动进行熔融混合成一体，经挤出、切粒、冷却、筛选出合格产品。
5.根据权利要求4所述的可完全降解塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中混合时间为20-40分钟。
6.根据权利要求4所述的可完全降解塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中混合时PH为6.5-7.5，混合温度为常温。
7.根据权利要求4所述的可完全降解塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中融融时间为4-6分钟。
8.根据权利要求4所述的可完全降解塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中挤出温度为110℃。
9.根据权利要求4所述的可完全降解塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中挤出机为电磁动态塑化双螺杆挤出机。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112724472A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 武汉华丽环保科技有限公司 | 一种高淀粉含量的全生物降解吹膜料及其制备方法 |
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| CN102796286A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-11-28 | 广东益德环保科技有限公司 | 一种全生物降解材料及其制备方法 |
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2018
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