CN108841166A - 一种可降解tpu包装膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可降解TPU包装膜，涉及新材料技术领域，可降解TPU包装膜组分中包括淀粉改性聚乙烯醇共聚物，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物含量为降解TPU包装膜质量的16.3‑17.9%；本发明制备的TPU包装膜具有良好的生物降解性能。

Description

一种可降解TPU包装膜
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种可降解TPU包装膜。
背景技术
塑料薄膜主要用于包装以及用作覆膜层。塑料包装及塑料包装产品在市场上所占的份额越来越大，特别是复合塑料软包装，已经广泛地应用于食品、医药、化工等领域，其中又以食品包装所占比例最大，比如饮料包装、速冻食品包装、蒸煮食品包装、快餐食品包装等，这些产品都给人们生活带来了极大的便利。但现有塑料薄膜的抗拉伸能力及刚性都较差，从而导致承载一定重量的外物时容易破裂，并给日常使用带来麻烦。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种可降解TPU包装膜。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可降解TPU包装膜，可降解TPU包装膜组分中包括淀粉改性聚乙烯醇共聚物，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物含量为降解TPU包装膜质量的16.3-17.9%。
进一步的，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物制备方法为：
（1）将聚乙烯醇按100g：400mL的比例溶解于去离子水中，水浴加热至90℃，以150r/min转速搅拌2小时，然后再向聚乙烯醇溶液中添加其质量1.2%的海藻酸钠，继续搅拌40min，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，加热至80℃，然后向混合液中持续通入氮气，保持2小时，再向混合液中加入其质量6.5%的N-乙烯基吡咯烷酮和1.5%的羟基乙酸，搅拌均匀后，以300r/min转速搅拌3小时，然后再加入混合液质量10%的氯化镧改性淀粉，水浴加热至85℃，以3000r/min转速搅拌2小时，然后进行蒸发干燥，水洗至中性，再进行过滤，烘干至恒重，即得淀粉改性聚乙烯醇共聚物。
进一步的，所述氯化镧改性淀粉制备方法为：
将淀粉按100:300mL比例均匀分散到去离子水中，得到淀粉浆液，调节淀粉浆液pH至10.2，水浴加热至90℃，保温40min，然后向淀粉浆液中添加其质量0.35%的氯化镧，以500r/min转速搅拌2小时，然后静置40min，再进行过滤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述淀粉为栗子淀粉。
进一步的，所述可降解TPU包装膜还包括以下组分：聚醚TPU粒子60-70、无机填料30-35、硬脂酸钠3-5、竹纤维6-8、润滑剂1.3-1.5。
进一步的，所述无机填料为改性沸石粉。
进一步的，所述改性沸石粉制备方法为：将沸石粉与柠檬酸钠按25:1质量比混合后，然后加热至柠檬酸钠熔融后，以1000r/min转速搅拌，并保温40min，然后自然冷却至室温后，粉碎，研磨，过800目筛，即得。
进一步的，所述所述润滑剂为硬脂酸丁酯。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明制备的TPU包装膜具有良好的生物降解性能，同时，本申请通过添加淀粉改性聚乙烯醇共聚物与改性沸石粉的一定协同作用，能够有效的提高包装膜生物降解性能，尤其是聚醚TPU分子量损失得到显著的提高，而当采用淀粉或者聚乙烯醇或二者物理混合物来替代聚醚TPU分子量损失时，虽然制成的包装膜生物降解质量损失降低幅度不大，但是，聚醚TPU分子量损失仅仅只有10%左右，由此可见，淀粉改性聚乙烯醇共聚物与改性沸石粉协同，对聚醚TPU具有明显的促进降解的作用效果，由此可见，单纯的淀粉对聚醚TPU分子并没有降解促进作用。
具体实施方式
实施例1
一种可降解TPU包装膜，可降解TPU包装膜组分中包括淀粉改性聚乙烯醇共聚物，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物含量为降解TPU包装膜质量的16.3%。
进一步的，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物制备方法为：
（1）将聚乙烯醇按100g：400mL的比例溶解于去离子水中，水浴加热至90℃，以150r/min转速搅拌2小时，然后再向聚乙烯醇溶液中添加其质量1.2%的海藻酸钠，继续搅拌40min，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，加热至80℃，然后向混合液中持续通入氮气，保持2小时，再向混合液中加入其质量6.5%的N-乙烯基吡咯烷酮和1.5%的羟基乙酸，搅拌均匀后，以300r/min转速搅拌3小时，然后再加入混合液质量10%的氯化镧改性淀粉，水浴加热至85℃，以3000r/min转速搅拌2小时，然后进行蒸发干燥，水洗至中性，再进行过滤，烘干至恒重，即得淀粉改性聚乙烯醇共聚物。
进一步的，所述氯化镧改性淀粉制备方法为：
将淀粉按100:300mL比例均匀分散到去离子水中，得到淀粉浆液，调节淀粉浆液pH至10.2，水浴加热至90℃，保温40min，然后向淀粉浆液中添加其质量0.35%的氯化镧，以500r/min转速搅拌2小时，然后静置40min，再进行过滤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述淀粉为栗子淀粉。
进一步的，所述可降解TPU包装膜还包括以下组分：聚醚TPU粒子60、无机填料30、硬脂酸钠3、竹纤维6、润滑剂1.3。
进一步的，所述无机填料为改性沸石粉。
进一步的，所述改性沸石粉制备方法为：将沸石粉与柠檬酸钠按25:1质量比混合后，然后加热至柠檬酸钠熔融后，以1000r/min转速搅拌，并保温40min，然后自然冷却至室温后，粉碎，研磨，过800目筛，即得。
进一步的，所述所述润滑剂为硬脂酸丁酯。
实施例2
一种可降解TPU包装膜，可降解TPU包装膜组分中包括淀粉改性聚乙烯醇共聚物，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物含量为降解TPU包装膜质量的17.9%。
进一步的，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物制备方法为：
（1）将聚乙烯醇按100g：400mL的比例溶解于去离子水中，水浴加热至90℃，以150r/min转速搅拌2小时，然后再向聚乙烯醇溶液中添加其质量1.2%的海藻酸钠，继续搅拌40min，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，加热至80℃，然后向混合液中持续通入氮气，保持2小时，再向混合液中加入其质量6.5%的N-乙烯基吡咯烷酮和1.5%的羟基乙酸，搅拌均匀后，以300r/min转速搅拌3小时，然后再加入混合液质量10%的氯化镧改性淀粉，水浴加热至85℃，以3000r/min转速搅拌2小时，然后进行蒸发干燥，水洗至中性，再进行过滤，烘干至恒重，即得淀粉改性聚乙烯醇共聚物。
进一步的，所述氯化镧改性淀粉制备方法为：
将淀粉按100:300mL比例均匀分散到去离子水中，得到淀粉浆液，调节淀粉浆液pH至10.2，水浴加热至90℃，保温40min，然后向淀粉浆液中添加其质量0.35%的氯化镧，以500r/min转速搅拌2小时，然后静置40min，再进行过滤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述淀粉为栗子淀粉。
进一步的，所述可降解TPU包装膜还包括以下组分：聚醚TPU粒子70、无机填料35、硬脂酸钠5、竹纤维8、润滑剂 1.5。
进一步的，所述无机填料为改性沸石粉。
进一步的，所述改性沸石粉制备方法为：将沸石粉与柠檬酸钠按25:1质量比混合后，然后加热至柠檬酸钠熔融后，以1000r/min转速搅拌，并保温40min，然后自然冷却至室温后，粉碎，研磨，过800目筛，即得。
进一步的，所述所述润滑剂为硬脂酸丁酯。
实施例3
一种可降解TPU包装膜，可降解TPU包装膜组分中包括淀粉改性聚乙烯醇共聚物，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物含量为降解TPU包装膜质量的17.3%。
进一步的，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物制备方法为：
（1）将聚乙烯醇按100g：400mL的比例溶解于去离子水中，水浴加热至90℃，以150r/min转速搅拌2小时，然后再向聚乙烯醇溶液中添加其质量1.2%的海藻酸钠，继续搅拌40min，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，加热至80℃，然后向混合液中持续通入氮气，保持2小时，再向混合液中加入其质量6.5%的N-乙烯基吡咯烷酮和1.5%的羟基乙酸，搅拌均匀后，以300r/min转速搅拌3小时，然后再加入混合液质量10%的氯化镧改性淀粉，水浴加热至85℃，以3000r/min转速搅拌2小时，然后进行蒸发干燥，水洗至中性，再进行过滤，烘干至恒重，即得淀粉改性聚乙烯醇共聚物。
进一步的，所述氯化镧改性淀粉制备方法为：
将淀粉按100:300mL比例均匀分散到去离子水中，得到淀粉浆液，调节淀粉浆液pH至10.2，水浴加热至90℃，保温40min，然后向淀粉浆液中添加其质量0.35%的氯化镧，以500r/min转速搅拌2小时，然后静置40min，再进行过滤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述淀粉为栗子淀粉。
进一步的，所述可降解TPU包装膜还包括以下组分：聚醚TPU粒子65、无机填料35、硬脂酸钠5、竹纤维8、润滑剂1.5。
进一步的，所述无机填料为改性沸石粉。
进一步的，所述改性沸石粉制备方法为：将沸石粉与柠檬酸钠按25:1质量比混合后，然后加热至柠檬酸钠熔融后，以1000r/min转速搅拌，并保温40min，然后自然冷却至室温后，粉碎，研磨，过800目筛，即得。
进一步的，所述所述润滑剂为硬脂酸丁酯。
对比例1：与实施例1区别仅在于将淀粉改性聚乙烯醇共聚物替换为等量的淀粉。
对比例2：与实施例1区别仅在于将淀粉改性聚乙烯醇共聚物替换为等量的聚乙烯醇。
对比例3：与实施例1区别仅在于将淀粉改性聚乙烯醇共聚物替换为等量的淀粉与聚乙烯醇物理混合物，其中二者中淀粉、聚乙烯醇质量占比相同。
对比例4：与实施例1区别仅在于将无机填料替换为未处理的沸石粉。
试验
将实施例与对比例在双螺杆混炼造粒机造粒,在普通塑料吹膜机中将母粒吹制成厚度为0.016mm的薄膜；
对实施例做成的薄膜进行环境生物降解试验，生物降解试验在林间进行，试验期间气温在25℃之间；试验方法: 将样品置于潮湿的林间用腐叶掩埋,每周采样1次并小心冲洗除去杂物,干燥后称重并进行聚醚TPU分子量检测：
表1
4周质量损失% 聚醚TPU分子量损失%
实施例1 31.68 66.5
实施例2 33.25 68.9
实施例3 32.17 67.3
对比例1 27.36 10.4
对比例2 22.77 11.9
对比例3 25.53 11.3
对比例4 28.14 42.7
由表1可以看出，本发明制备的TPU包装膜具有良好的生物降解性能，同时，本申请通过添加淀粉改性聚乙烯醇共聚物与改性沸石粉的一定协同作用，能够有效的提高包装膜生物降解性能，尤其是聚醚TPU分子量损失得到显著的提高，而当采用淀粉或者聚乙烯醇或二者物理混合物来替代聚醚TPU分子量损失时，虽然制成的包装膜生物降解质量损失降低幅度不大，但是，聚醚TPU分子量损失仅仅只有10%左右，由此可见，淀粉改性聚乙烯醇共聚物与改性沸石粉协同，对聚醚TPU具有明显的促进降解的作用效果。

Claims (7)

1.一种可降解TPU包装膜，其特征在于，可降解TPU包装膜组分中包括淀粉改性聚乙烯醇共聚物，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物含量为降解TPU包装膜质量的16.3-17.9%。
2.根据权利要求1所述的一种可降解TPU包装膜，其特征在于，所述淀粉改性聚乙烯醇共聚物制备方法为：
（1）将聚乙烯醇按100g：400mL的比例溶解于去离子水中，水浴加热至90℃，以150r/min转速搅拌2小时，然后再向聚乙烯醇溶液中添加其质量1.2%的海藻酸钠，继续搅拌40min，得到混合液；
（2）将上述得到的混合液添加到反应釜中，加热至80℃，然后向混合液中持续通入氮气，保持2小时，再向混合液中加入其质量6.5%的N-乙烯基吡咯烷酮和1.5%的羟基乙酸，搅拌均匀后，以300r/min转速搅拌3小时，然后再加入混合液质量10%的氯化镧改性淀粉，水浴加热至85℃，以3000r/min转速搅拌2小时，然后进行蒸发干燥，水洗至中性，再进行过滤，烘干至恒重，即得淀粉改性聚乙烯醇共聚物。
3.根据权利要求2所述的一种可降解TPU包装膜，其特征在于，所述氯化镧改性淀粉制备方法为：
将淀粉按100:300mL比例均匀分散到去离子水中，得到淀粉浆液，调节淀粉浆液pH至10.2，水浴加热至90℃，保温40min，然后向淀粉浆液中添加其质量0.35%的氯化镧，以500r/min转速搅拌2小时，然后静置40min，再进行过滤，烘干至恒重，即得。
4.根据权利要求1所述的一种可降解TPU包装膜，其特征在于，所述可降解TPU包装膜还包括以下组分：聚醚TPU粒子60-70、无机填料30-35、硬脂酸钠3-5、竹纤维6-8、润滑剂1.3-1.5。
5.根据权利要求4所述的一种可降解TPU包装膜，其特征在于，所述无机填料为改性沸石粉。
6.根据权利要求5所述的一种可降解TPU包装膜，其特征在于，所述改性沸石粉制备方法为：将沸石粉与柠檬酸钠按25:1质量比混合后，然后加热至柠檬酸钠熔融后，以1000r/min转速搅拌，并保温40min，然后自然冷却至室温后，粉碎，研磨，过800目筛，即得。
7.根据权利要求4所述的一种可降解TPU包装膜，其特征在于，所述所述润滑剂为硬脂酸丁酯。
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