CN109177432A - 一种可降解购物袋的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可降解购物袋的制备方法，属于新材料技术领域。本发明所制备的可降解购物袋使用可降解原料，玄武岩熔融纺丝得到玄武岩纤维，是一种性能优良的材料，能够被分降解为土壤母质，聚乳酸和玉米皮纤维会被微生物分解二氧化碳与水，将玄武岩纤维与聚乳酸玉米纤维通过针刺法成布后能够大大提高材料的力学性能，然后用聚乳酸膜对针刺布进行包覆，由于针刺布中本身含有聚乳酸，提高了相容性，使得聚乳酸膜对针刺布的包覆效果较好，大大提高了拉伸强度成品强度高，能够满足一般购物需求，同时成本低廉，具有很高的经济、环境、社会价值。

Description

一种可降解购物袋的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可降解购物袋的制备方法，属于购物袋技术领域。
背景技术
资源、能源和环境是人类赖以生存的重要条件，是社会发展的必要物质基础。一方面，随着社会的发展，人们对物质的要求日益增大，自然资源和能源逐渐贫乏；另一方面，物质的消耗产生的垃圾又对自然生态环境造成严重的污染。其中，传统塑料购物袋易生产难降解，在农村、城市生活中有大量塑料袋及类似的塑料制品，因人工无法处理，给人民生活带来一定的负担，在自然环境中无法降解，同时也会影响美观。
购物袋中绝大多数都为聚丙烯类，聚丙烯袋具有再生性、可塑性、燃烧热值大等特点，为了资源的重新利用，人们渐渐的有了回收利用的意识观念，常见的回收处理方法有填埋、焚烧，但是填埋在土壤中长期得不到分解，使购物袋中有害物质溶出造成二次污染；焚烧会产生大量有害气体，污染大气，并且会促使酸雨形成。
再生利用回收方法分为“简单再生利用”和“改性再生利用”两种，简单再生技术产品在强度、韧性、耐用性等任一方面都无法与用纯粹新料做出来的产品相比，而且这种技术会带来严重的二次污染；改性再生技术工艺较复杂，需要特定的机械设备，经过改性的再生购物袋，机械性能得到改善或提高，可用于制作档次较高的制品，但质量问题与二次污染问题依然存在。
传统可降解购物袋在降解可控性、降解产物的生物毒性等方面存在很多技术难题，使其性能不够完善、价格较高，无法向一次性大宗产品推广。而纸制购物袋在使用一段时间后，性能显著下降，这也决定了其一次性的用途；同时纸质购物袋极易发生折痕，一旦发生折痕，将对其强度造成大幅影响，使得纸质购物袋经常无法满足购物需求，而且在原料获取和生产加工中生态问题突出，需要大量砍伐林木，并产生严重的水污染。对于人均森林资源、水资源和能源都相对紧缺的国家来说，大规模的以纸代塑得不偿失。
因此，研发一款性能完善，成本低廉的可降解购物袋不但有利于保护良好的生态环境，而且对我国经济、社会持续健康发展具有重要现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前购物袋强度低的问题，提出了一种可降解购物袋的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取玄武岩研磨过10目筛然后置于电炉内的坩埚中，打开电炉进行升温，得到熔融的玄武岩；
（2）将熔融的玄武岩进行拉丝，得到玄武岩纤维；
（3）取玉米秸秆用去离子水洗净后放入剥皮机进行皮穰分离，得到玉米皮，将玉米皮放入粉碎机进行粉碎，得到玉米皮屑，将玉米皮屑过40目筛，得到玉米皮纤维；
（4）将玉米皮纤维在1mol/L氢氧化钠溶液中浸泡4h，然后取出并用200g去离子水冲洗3~5次，80℃条件下干燥8h，得到改性玉米皮纤维；
（5）将改性玉米皮纤维、乙烯基三乙氧基硅烷和去离子水搅拌2~4h，过滤，滤去滤液，用200g去离子水冲洗滤渣3~5次，干燥后得到硅烷化纤维；
（6）取硅烷化纤维和聚乳酸置入混合机混合均匀后在165℃通过熔融纺丝得到聚乳酸玉米复合纤维；
（7）取玄武岩纤维和聚乳酸玉米复合纤维梳理成网，然后通过针刺法得到针刺布；
（8）取聚乳酸颗粒放入模具中，160℃条件下熔融压制成膜，得到聚乳酸膜；
（9）将聚乳酸膜铺叠在针刺布上，压制复合得到复合膜，经过样式加工得到可降解购物袋。
步骤（1）所述升温速率为10℃/min，升温至1300~1350℃，。
步骤（3）所述玉米皮纤维长度为2~6mm。
步骤（4）所述玉米皮纤维和1mol/L氢氧化钠溶液的质量比为1:2。
步骤（5）所述改性玉米皮纤维、乙烯基三乙氧基硅烷和去离子水的质量比为45:2:50。
步骤（6）所述硅烷化纤维和聚乳酸的质量比为3:1。
步骤（7）所述玄武岩纤维和聚乳酸玉米复合纤维的质量比为4:5。
步骤（8）所述聚乳酸膜和针刺布的质量比为1:3。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）聚乳酸是一种具有良好生物相容性以及加工性的可降解材料，玉米皮中含有丰富的天然纤维，先对玉米皮纤维进行表面修饰改性，再用聚乳酸对其进行包覆成丝，得到的纤维在具有可降解性的同时，还具有一定的强度；
（2）玄武岩熔融纺丝得到玄武岩纤维，是一种性能优良的材料，将玄武岩纤维与聚乳酸玉米纤维通过针刺法成布后能够大大提高材料的力学性能，然后用聚乳酸膜对针刺布进行包覆，由于针刺布中本身含有聚乳酸，提高了相容性，使得聚乳酸膜对针刺布的包覆效果较好，大大提高了拉伸强度；
（3）本发明所制备的可降解购物袋使用可降解原料，聚乳酸和玉米皮纤维会被微生物分解二氧化碳与水，而玄武岩纤维则会被分降解为土壤母质，成品强度高，能够满足一般购物需求，同时成本低廉，具有很高的经济、环境、社会价值。
具体实施方式
取100~200g玄武岩研磨过10目筛然后置于电炉内的坩埚中，打开电炉进行升温，以10℃/min的升温速率升温至1300~1350℃，得到熔融的玄武岩；将熔融的玄武岩进行拉丝，得到玄武岩纤维；取玉米秸秆用去离子水洗净后放入剥皮机进行皮穰分离，得到玉米皮，将玉米皮放入粉碎机进行粉碎，得到玉米皮屑，将玉米皮屑过40目筛，得到长度为2~6mm的玉米皮纤维；将100~200g玉米皮纤维在200~400g1mol/L氢氧化钠溶液中浸泡4h，然后取出并用200g去离子水冲洗3~5次，80℃条件下干燥8h，得到改性玉米皮纤维；将90~180g改性玉米皮纤维、4~8g乙烯基三乙氧基硅烷和100~200g去离子水搅拌2~4h，过滤，滤去滤液，用100g去离子水冲洗滤渣3~5次，干燥后得到硅烷化纤维；取90~180g硅烷化纤维和30~60g聚乳酸置入混合机混合均匀后在165℃通过熔融纺丝得到聚乳酸玉米复合纤维；取80~160g玄武岩纤维和100~200g聚乳酸玉米复合纤维梳理成网，然后通过针刺法得到针刺布；取60~120g聚乳酸颗粒放入模具中，160℃条件下熔融压制成膜，得到聚乳酸膜；将50~100g聚乳酸膜铺叠在150~300g针刺布上，压制复合得到复合膜，经过样式加工得到可降解购物袋。
取100g玄武岩研磨过10目筛然后置于电炉内的坩埚中，打开电炉进行升温，以10℃/min的升温速率升温至1300℃，得到熔融的玄武岩；将熔融的玄武岩进行拉丝，得到玄武岩纤维；取玉米秸秆用去离子水洗净后放入剥皮机进行皮穰分离，得到玉米皮，将玉米皮放入粉碎机进行粉碎，得到玉米皮屑，将玉米皮屑过40目筛，得到长度为2mm的玉米皮纤维；将100g玉米皮纤维在2001mol/L氢氧化钠溶液中浸泡4h，然后取出并用200g去离子水冲洗3次，80℃条件下干燥8h，得到改性玉米皮纤维；将90g改性玉米皮纤维、4g乙烯基三乙氧基硅烷和1000g去离子水搅拌2h，过滤，滤去滤液，用100g去离子水冲洗滤渣3次，干燥后得到硅烷化纤维；取90g硅烷化纤维和30g聚乳酸置入混合机混合均匀后在165℃通过熔融纺丝得到聚乳酸玉米复合纤维；取80~160g玄武岩纤维和100g聚乳酸玉米复合纤维梳理成网，然后通过针刺法得到针刺布；取60g聚乳酸颗粒放入模具中，160℃条件下熔融压制成膜，得到聚乳酸膜；将50g聚乳酸膜铺叠在150g针刺布上，压制复合得到复合膜，经过样式加工得到可降解购物袋。
取150g玄武岩研磨过10目筛然后置于电炉内的坩埚中，打开电炉进行升温，以10℃/min的升温速率升温至1325℃，得到熔融的玄武岩；将熔融的玄武岩进行拉丝，得到玄武岩纤维；取玉米秸秆用去离子水洗净后放入剥皮机进行皮穰分离，得到玉米皮，将玉米皮放入粉碎机进行粉碎，得到玉米皮屑，将玉米皮屑过40目筛，得到长度为4mm的玉米皮纤维；将150g玉米皮纤维在300g1mol/L氢氧化钠溶液中浸泡4h，然后取出并用200g去离子水冲洗4次，80℃条件下干燥8h，得到改性玉米皮纤维；将135g改性玉米皮纤维、6g乙烯基三乙氧基硅烷和150g去离子水搅拌3h，过滤，滤去滤液，用100g去离子水冲洗滤渣4次，干燥后得到硅烷化纤维；取135g硅烷化纤维和45g聚乳酸置入混合机混合均匀后在165℃通过熔融纺丝得到聚乳酸玉米复合纤维；取120g玄武岩纤维和150g聚乳酸玉米复合纤维梳理成网，然后通过针刺法得到针刺布；取80g聚乳酸颗粒放入模具中，160℃条件下熔融压制成膜，得到聚乳酸膜；将75g聚乳酸膜铺叠在225g针刺布上，压制复合得到复合膜，经过样式加工得到可降解购物袋。
取200g玄武岩研磨过10目筛然后置于电炉内的坩埚中，打开电炉进行升温，以10℃/min的升温速率升温至1350℃，得到熔融的玄武岩；将熔融的玄武岩进行拉丝，得到玄武岩纤维；取玉米秸秆用去离子水洗净后放入剥皮机进行皮穰分离，得到玉米皮，将玉米皮放入粉碎机进行粉碎，得到玉米皮屑，将玉米皮屑过40目筛，得到长度为6mm的玉米皮纤维；将200g玉米皮纤维在400g1mol/L氢氧化钠溶液中浸泡4h，然后取出并用200g去离子水冲洗5次，80℃条件下干燥8h，得到改性玉米皮纤维；将180g改性玉米皮纤维、8g乙烯基三乙氧基硅烷和200g去离子水搅拌4h，过滤，滤去滤液，用100g去离子水冲洗滤渣5次，干燥后得到硅烷化纤维；取180g硅烷化纤维和60g聚乳酸置入混合机混合均匀后在165℃通过熔融纺丝得到聚乳酸玉米复合纤维；取160g玄武岩纤维和200g聚乳酸玉米复合纤维梳理成网，然后通过针刺法得到针刺布；取120g聚乳酸颗粒放入模具中，160℃条件下熔融压制成膜，得到聚乳酸膜；将100g聚乳酸膜铺叠在300g针刺布上，压制复合得到复合膜，经过样式加工得到可降解购物袋。
取本发明制备的可降解购物袋及传统可降解购物袋进行检测，具体检测结果如下表表1：
（1）检测方法：
利用PC/YG065型电子织物强力机测试试样的拉伸强力；采用YG033A型织物撕裂仪测试试样的撕裂强力；利用PC/YG065系列电子织物强力机测试试样的顶破强力。
表1可降解购物袋性能表征
由表1可知本发明制备的可降解购物袋，耐撕裂能力、耐拉伸能力和耐顶破能力都很强，具有广阔的市场价值和应用前景。

Claims (8)

1.一种可降解购物袋的制备方法，其特征在于，具体制作步骤为：
（1）取玄武岩研磨过10目筛然后置于电炉内的坩埚中，打开电炉进行升温，得到熔融的玄武岩；
（2）将熔融的玄武岩进行拉丝，得到玄武岩纤维；
（3）取玉米秸秆用去离子水洗净后放入剥皮机进行皮穰分离，得到玉米皮，将玉米皮放入粉碎机进行粉碎，得到玉米皮屑，将玉米皮屑过40目筛，得到玉米皮纤维；
（4）将玉米皮纤维在1mol/L氢氧化钠溶液中浸泡4h，然后取出并用200g去离子水冲洗3~5次，80℃条件下干燥8h，得到改性玉米皮纤维；
（5）将改性玉米皮纤维、乙烯基三乙氧基硅烷和去离子水搅拌2~4h，过滤，滤去滤液，用200g去离子水冲洗滤渣3~5次，干燥后得到硅烷化纤维；
（6）取硅烷化纤维和聚乳酸置入混合机混合均匀后在165℃通过熔融纺丝得到聚乳酸玉米复合纤维；
（7）取玄武岩纤维和聚乳酸玉米复合纤维梳理成网，然后通过针刺法得到针刺布；
（8）取聚乳酸颗粒放入模具中，160℃条件下熔融压制成膜，得到聚乳酸膜；
（9）将聚乳酸膜铺叠在针刺布上，压制复合得到复合膜，经过样式加工得到可降解购物袋。
2.如权利要求1所述的一种可降解购物袋的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述升温速率为10℃/min，升温至1300~1350℃，。
3.如权利要求1所述的一种可降解购物袋的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述玉米皮纤维长度为2~6mm。
4.如权利要求1所述的一种可降解购物袋的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述玉米皮纤维和1mol/L氢氧化钠溶液的质量比为1:2。
5.如权利要求1所述的一种可降解购物袋的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述改性玉米皮纤维、乙烯基三乙氧基硅烷和去离子水的质量比为45:2:50。
6.如权利要求1所述的一种可降解购物袋的制备方法，其特征在于，步骤（6）所述硅烷化纤维和聚乳酸的质量比为3:1。
7.如权利要求1所述的一种可降解购物袋的制备方法，其特征在于，步骤（7）所述玄武岩纤维和聚乳酸玉米复合纤维的质量比为4:5。
8.如权利要求1所述的一种可降解购物袋的制备方法，其特征在于，步骤（8）所述聚乳酸膜和针刺布的质量比为1:3。
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