CN109021365A - 一种可降解塑料包装袋制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可降解塑料包装袋制备方法，制备的塑料包装袋在深埋土壤9个月后，降解率为92‑94%，基本降解完全，具有较高的降解率，降解效果较好，同时，本发明制备所得塑料包装袋韧性较好，具有较高的拉伸强度，力学性能可达到普通聚乙烯的力学性能要求。其中，在树皮经过碳酸钠溶液浸泡后对其进行电热蒸汽锅炉蒸煮操作，可促进碳酸钠分子浸入树皮内部，增强树皮间隙，使树皮松软，增强树皮的韧性，从而增强目标材料的抗拉伸性能；接着在盐酸溶液处理树皮后，进行微波处理，可使树皮纤维在快速软化，提高抗拉伸强度；在处理鸡蛋壳时加入尿素，可彻底除去鸡蛋壳表面残留的蛋白质，并且使鸡蛋壳易于粉碎为均匀颗粒，改善其分散性，提高降解率。

Description

一种可降解塑料包装袋制备方法
技术领域
本发明属于包装技术领域，尤其是一种可降解塑料包装袋制备方法。
背景技术
在人们的日常生活中经常要用到塑料包装袋，是白色污染的主要来源由于其不可降解，且焚烧处理时排放大量的有害气体，不仅给环境造成了严重的污染，还是野生动物误食致死的原因之一。因此，对制备可降解塑料包装技术进行进一步开发具有重要意义。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种可降解塑料包装袋制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将以重量份计的5-10份树皮加入到其体积10-20倍的碳酸钠溶液中，浸泡2-4h，期间保持碳酸钠溶液温度为90-100℃，辅以超声操作，然后将树皮取出，转入到电热蒸汽锅炉中，蒸煮40-50min，冷却取出，再放入其体积10-20倍的盐酸溶液中，利用微波处理2-5min，然后过滤并洗涤，冷冻干燥，进行粗粉碎，得到树皮粉；
（2）将10-20份鸡蛋皮利用70-80℃的温水冲洗3-5次，彻底除去表面杂质，然后放入管式炉中，在200-220℃下烘焙20-30min，随后进行粉碎；
（3）将步骤（1）所得树皮粉与步骤（2）所得鸡蛋皮、3-5份纳米二氧化硅放入球磨机中进行球磨，10-15min后加入30-50份乙醇、5-10份辛二酸、3-5份聚乙烯醇、8-15份淀粉，继续球磨20-30min，然后加热至80-88℃，并在300-400rpm下搅拌，至除去乙醇，将所得物冷冻干燥，加入超微磨粉机中，进行磨粉，至其粒度为160-200目；
（4）将步骤（3）所得物和80-100份聚乙烯、10-15份甘油单硬脂酸酯进行混炼，然后转入挤出机中，在转速为30-40rpm、挤出温度为120-130℃的条件下造粒，然吹膜成型即可。
进一步的，步骤（1）所述碳酸钠溶液质量分数为10-15%。
进一步的，步骤（1）所述超声操作频率为50-55Hz。
进一步的，步骤（1）所述盐酸溶液质量分数为5-10%。
进一步的，步骤（1）所述微波处理条件为500-550W。
进一步的，步骤（2）所述温水中含有0.8-1.2%的尿素。
本发明的有益效果：本发明制备的塑料包装袋在深埋土壤9个月后，降解率为92-94%，基本降解完全，具有较高的降解率，降解效果较好，同时，本发明制备所得塑料包装袋韧性较好，具有较高的拉伸强度，力学性能可达到普通聚乙烯的力学性能要求。其中，在树皮经过碳酸钠溶液浸泡后对其进行电热蒸汽锅炉蒸煮操作，可促进碳酸钠分子浸入树皮内部，增强树皮间隙，使树皮松软，增强树皮的韧性，从而增强目标材料的抗拉伸性能；接着在盐酸溶液处理树皮后，进行微波处理，可使树皮纤维在快速软化，提高抗拉伸强度；在处理鸡蛋壳时加入尿素，可彻底除去鸡蛋壳表面残留的蛋白质，并且使鸡蛋壳易于粉碎为均匀颗粒，改善其分散性，提高降解率；纳米二氧化硅的加入，可以与树皮粉、鸡蛋壳粉协同作用，提高目标材料的力学性能和降解速率；利用淀粉对树皮粉、鸡蛋壳粉、纳米二氧化硅进行改性处理，淀粉经过糊化后均匀包裹在其表面，促进填料在聚乙烯基底的分散，增强与基底的界面相容性，提高界面结合力，进而提高了目标材料的抗拉伸强度，同时，提高其降解速率。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将以重量份计的5份树皮加入到其体积10倍的碳酸钠溶液中，浸泡2h，期间保持碳酸钠溶液温度为90℃，辅以超声操作，然后将树皮取出，转入到电热蒸汽锅炉中，蒸煮40min，冷却取出，再放入其体积10倍的盐酸溶液中，利用微波处理2min，然后过滤并洗涤，冷冻干燥，进行粗粉碎，得到树皮粉；
（2）将10份鸡蛋皮利用70℃的温水冲洗3次，彻底除去表面杂质，然后放入管式炉中，在200℃下烘焙20min，随后进行粉碎；
（3）将步骤（1）所得树皮粉与步骤（2）所得鸡蛋皮、3份纳米二氧化硅放入球磨机中进行球磨，10min后加入30份乙醇、5份辛二酸、3份聚乙烯醇、8份淀粉，继续球磨20min，然后加热至80℃，并在300rpm下搅拌，至除去乙醇，将所得物冷冻干燥，加入超微磨粉机中，进行磨粉，至其粒度为160目；
（4）将步骤（3）所得物和80份聚乙烯、10份甘油单硬脂酸酯进行混炼，然后转入挤出机中，在转速为30rpm、挤出温度为120℃的条件下造粒，然吹膜成型即可。
进一步的，步骤（1）所述碳酸钠溶液质量分数为10%。
进一步的，步骤（1）所述超声操作频率为50Hz。
进一步的，步骤（1）所述盐酸溶液质量分数为5%。
进一步的，步骤（1）所述微波处理条件为500W。
进一步的，步骤（2）所述温水中含有0.8%的尿素。
实施例2
一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将以重量份计的7份树皮加入到其体积15倍的碳酸钠溶液中，浸泡3h，期间保持碳酸钠溶液温度为95℃，辅以超声操作，然后将树皮取出，转入到电热蒸汽锅炉中，蒸煮45min，冷却取出，再放入其体积15倍的盐酸溶液中，利用微波处理3min，然后过滤并洗涤，冷冻干燥，进行粗粉碎，得到树皮粉；
（2）将15份鸡蛋皮利用75℃的温水冲洗4次，彻底除去表面杂质，然后放入管式炉中，在210℃下烘焙25min，随后进行粉碎；
（3）将步骤（1）所得树皮粉与步骤（2）所得鸡蛋皮、4份纳米二氧化硅放入球磨机中进行球磨，12min后加入40份乙醇、8份辛二酸、4份聚乙烯醇、10份淀粉，继续球磨25min，然后加热至84℃，并在350rpm下搅拌，至除去乙醇，将所得物冷冻干燥，加入超微磨粉机中，进行磨粉，至其粒度为180目；
（4）将步骤（3）所得物和90份聚乙烯、12份甘油单硬脂酸酯进行混炼，然后转入挤出机中，在转速为35rpm、挤出温度为125℃的条件下造粒，然吹膜成型即可。
进一步的，步骤（1）所述碳酸钠溶液质量分数为12%。
进一步的，步骤（1）所述超声操作频率为53Hz。
进一步的，步骤（1）所述盐酸溶液质量分数为7%。
进一步的，步骤（1）所述微波处理条件为520W。
进一步的，步骤（2）所述温水中含有0.9%的尿素。
实施例3
一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将以重量份计的10份树皮加入到其体积20倍的碳酸钠溶液中，浸泡4h，期间保持碳酸钠溶液温度为100℃，辅以超声操作，然后将树皮取出，转入到电热蒸汽锅炉中，蒸煮50min，冷却取出，再放入其体积20倍的盐酸溶液中，利用微波处理5min，然后过滤并洗涤，冷冻干燥，进行粗粉碎，得到树皮粉；
（2）将20份鸡蛋皮利用80℃的温水冲洗5次，彻底除去表面杂质，然后放入管式炉中，在220℃下烘焙30min，随后进行粉碎；
（3）将步骤（1）所得树皮粉与步骤（2）所得鸡蛋皮、5份纳米二氧化硅放入球磨机中进行球磨，15min后加入50份乙醇、10份辛二酸、5份聚乙烯醇、15份淀粉，继续球磨30min，然后加热至88℃，并在400rpm下搅拌，至除去乙醇，将所得物冷冻干燥，加入超微磨粉机中，进行磨粉，至其粒度为200目；
（4）将步骤（3）所得物和100份聚乙烯、15份甘油单硬脂酸酯进行混炼，然后转入挤出机中，在转速为40rpm、挤出温度为130℃的条件下造粒，然吹膜成型即可。
进一步的，步骤（1）所述碳酸钠溶液质量分数为15%。
进一步的，步骤（1）所述超声操作频率为55Hz。
进一步的，步骤（1）所述盐酸溶液质量分数为10%。
进一步的，步骤（1）所述微波处理条件为550W。
进一步的，步骤（2）所述温水中含有1.2%的尿素。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（1）中利用电热蒸汽锅炉对树皮进行蒸煮的操作，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（1）中微波处理操作，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（3）中纳米二氧化硅的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（3）中淀粉的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例5
本对比实施例相比于实施例2，省略了尿素的加入，除此之外的方法步骤均相同。
性能测试：
按照以上各实施例和对比实施例制备0.6mm的塑料包装袋，对其纵向拉伸强度和横向拉伸强度进行检测，同时将相同质量的各组所得塑料包装袋埋入自然环境土壤中，具体为埋入农田100cm× 100cm× 100cm的土坑中，定期跟踪降解效果。
结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明实施例制备的塑料包装袋在深埋土壤9个月后，降解率为92-94%，基本降解完全，而对比例3和4，降解率仅为43-50%，可见，本发明制备的包装袋具有较高的降解率，降解效果较好；同时，本发明制备所得塑料包装袋韧性较好，具有较高的拉伸强度，力学性能可达到普通聚乙烯的力学性能要求。

Claims (6)

1.一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将以重量份计的5-10份树皮加入到其体积10-20倍的碳酸钠溶液中，浸泡2-4h，期间保持碳酸钠溶液温度为90-100℃，辅以超声操作，然后将树皮取出，转入到电热蒸汽锅炉中，蒸煮40-50min，冷却取出，再放入其体积10-20倍的盐酸溶液中，利用微波处理2-5min，然后过滤并洗涤，冷冻干燥，进行粗粉碎，得到树皮粉；
（2）将10-20份鸡蛋皮利用70-80℃的温水冲洗3-5次，彻底除去表面杂质，然后放入管式炉中，在200-220℃下烘焙20-30min，随后进行粉碎；
（3）将步骤（1）所得树皮粉与步骤（2）所得鸡蛋皮、3-5份纳米二氧化硅放入球磨机中进行球磨，10-15min后加入30-50份乙醇、5-10份辛二酸、3-5份聚乙烯醇、8-15份淀粉，继续球磨20-30min，然后加热至80-88℃，并在300-400rpm下搅拌，至除去乙醇，将所得物冷冻干燥，加入超微磨粉机中，进行磨粉，至其粒度为160-200目；
（4）将步骤（3）所得物和80-100份聚乙烯、10-15份甘油单硬脂酸酯进行混炼，然后转入挤出机中，在转速为30-40rpm、挤出温度为120-130℃的条件下造粒，然吹膜成型即可。
2.根据权利要求1所述的一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，步骤（1）所述碳酸钠溶液质量分数为10-15%。
3.根据权利要求1所述的一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，步骤（1）所述超声操作频率为50-55Hz。
4.根据权利要求1所述的一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，步骤（1）所述盐酸溶液质量分数为5-10%。
5.根据权利要求1所述的一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，步骤（1）所述微波处理条件为500-550W。
6.根据权利要求1所述的一种可降解塑料包装袋制备方法，其特征在于，步骤（2）所述温水中含有0.8-1.2%的尿素。
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