CN109836739A - 生物降解pva速溶膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物降解PVA速溶膜及其制备方法，加工原料组成如下：醇解度88％，聚合度500‑3000的PVA 65‑75份；预改性剂4‑6份，所述预改性剂包括至少一水溶性锌盐A、至少一部分溶于水的矿物性成核剂B、至少一种有机酸C和至少一种水溶性无机酸D复合而成；增塑剂15‑30份；去离子水5‑15份；加工助剂0.5‑5份；增溶剂0.1‑10份。预改性剂原料中以锌盐A和矿物性成核剂B为主要成分，同时加入的用于改性的混合酸产生协同作用，发生配位反应，形成了多活性中心、多桥联键合的立体多孔网状结构，增大了比表面积(便于受热熔融)，也破坏、减少了聚乙烯醇规整分子链的存在，提高了无定型结构比例，同时也大大降低了聚乙烯醇的熔融及溶解温度，解决了水溶速度和缩聚的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物降解PVA速溶膜及其制备方法，属于速溶包装膜加工技术领域。
背景技术
PVA薄膜制备方法由溶液流延法和干法熔融挤出法吹膜。分别称为湿法和干法，溶液流延法工艺流程长，能耗高，成膜率低，产品质量不易控制。干法熔融塑化挤出法，工艺简单，能耗低，产量高，品质稳定，但膜水溶速度却没有湿法效果快，水溶时易缩聚，主要是因为干法熔融挤出是经过纵/横双向吹胀拉伸成膜，因受PVA分子与分之间范德华力影响造成的。到目前还没发现干法熔融挤出可以克服水溶速度及缩聚现象，本发明经过反复试验研究成功的解决水溶时出现缩聚。完全可以满足用户要求，更为优异的同时可以克服PVA膜降解过程易缩聚，降低崩解率。
发明内容
本发明的目的之一在于解决现有技术的不足，提供一种生物降解PVA速溶膜，该速溶膜有较快的水溶速度，不易缩聚。
本发明的目的之二在于提供一种生物降解PVA速溶膜的加工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种生物降解PVA速溶膜，所述速溶膜的加工原料组成如下：
醇解度88％，聚合度500-3000的PVA 65-75份；
预改性剂4-6份，所述预改性剂包括至少一水溶性锌盐A、至少一部分溶于水的矿物性成核剂B、至少一种有机酸C和至少一种水溶性无机酸D复合而成；
增塑剂15-30份；
去离子水5-15份；
加工助剂0.5-5份；
增溶剂0.1-10份。
预改性剂原料中以锌盐A和矿物性成核剂B为主要成分，同时加入的用于改性的混合酸产生协同作用，发生配位反应，形成了多活性中心、多桥联键合的立体多孔网状结构，增大了比表面积(便于受热熔融)，也破坏、减少了聚乙烯醇规整分子链的存在，提高了无定型结构比例，同时也大大降低了聚乙烯醇的熔融及溶解温度，解决了水溶速度和缩聚的问题。
优选的，所述速溶膜的加工原料组成如下：
醇解度88％，聚合度500-3000的PVA 70份；
预改性剂5份；
增塑剂20份；
去离子水10份；
加工助剂3份；
增溶剂5份。
优选的，所述PVA为聚合度588、888、1088、1288、1588、1788、2088和2488中的任意两种的混合物，其粒径为60-120目。
优选的，所述增塑剂为丙三醇、乙二醇、聚乙二醇100、聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇600、乙酸乙酯和1-4丁二醇中的至少两种的复配。
优选的，所述加工助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、油酸酰胺、甲基丙烯酸甲酯、1-丁基3甲基咪睉四硼酸盐、1-丁基3甲基咪睉氯盐、1-乙烯基-3-乙基咪睉硼酸盐中的至少一种。
优选的，所述增溶剂为聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯蓖麻油、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和聚甘油脂肪酸酯中的任意一种。
优选的，水溶性锌盐选自柠檬酸锌、葡萄糖酸锌和乳酸锌中的任意一种；矿物学成核剂为钠基蒙脱石粉或钙基蒙脱石粉，所述有机酸为丁二酸、戊二酸和丁烷四羧酸中的任意一种或任意多种，所述无机酸为稀硫酸或磷酸，组分A、B、C和D的质量比6∶3∶1∶1。
一种生物降解PVA速溶膜的制备方法，所述方法步骤如下：
步骤S1，PVA预改性：
将配方量的PVA复合粒子与配方量的预改性剂混合均匀，于40-60℃恒温边加热边搅拌10-20min；
步骤S2，预增塑处理：
步骤S1的物料中加入配方量的增塑剂，加热边搅拌在40-120℃下增塑预处理10-40min；
步骤S3，熔融塑化挤出：
将配方量的去离子水、加工助剂、增溶剂，加入步骤S2的物料中，温度控制在40-220℃，挤出造粒：
步骤S4，熔融吹膜，经冷却，即得到速溶膜。
本发明的有益效果是：PVA进行预改性，预改性剂原料中以锌盐A和矿物性成核剂B为主要成分，同时加入的用于改性的混合酸产生协同作用，发生配位反应，形成了多活性中心、多桥联键合的立体多孔网状结构，增大了比表面积(便于受热熔融)，也破坏、减少了聚乙烯醇规整分子链的存在，提高了无定型结构比例，同时也大大降低了聚乙烯醇的熔融及溶解温度，解决了水溶速度和缩聚的问题。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
一种生物降解PVA速溶膜，所述速溶膜的加工原料组成如下：
醇解度88％，聚合度500的PVA 65份；
预改性剂4份，所述预改性剂包括水溶性锌盐A、矿物性成核剂B、有机酸C和水溶性无机酸D复合而成；
增塑剂15份；
去离子水5份；
加工助剂0.5份；
增溶剂0.1份
具体的说，所述PVA为聚合度588和2488的混合物，其粒径为60-70目，所述增塑剂为丙三醇、乙二醇两种的复配，所述加工助剂为硬脂酸锌、。
具体的说，所述增溶剂为聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯蓖麻油、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和聚甘油脂肪酸酯中的任意一种，水溶性锌盐选自柠檬酸锌；矿物学成核剂为钠基蒙脱石粉，所述有机酸为丁二酸，所述无机酸为稀硫酸，组分A、B、C和D的质量比6∶3∶1∶1。
生物降解PVA速溶膜的制备方法方法步骤如下：
步骤S1，PVA预改性：
将配方量的PVA复合粒子与配方量的预改性剂混合均匀，于40℃恒温边加热边搅拌20min；
步骤S2，预增塑处理：
步骤S1的物料中加入配方量的增塑剂，加热边搅拌在40℃下增塑预处理40min；
步骤S3，熔融塑化挤出：
将配方量的去离子水、加工助剂、增溶剂，加入步骤S2的物料中，温度控制在40℃，挤出造粒：
步骤S4，熔融吹膜，经冷却，即得到速溶膜。
膜宽300mm，厚度0.035mm，水溶速度18秒/20℃，无任何残留和缩聚。
实施例2
一种生物降解PVA速溶膜，所述速溶膜的加工原料组成如下：
醇解度88％，聚合度3000的PVA 75份；
预改性剂6份，所述预改性剂包括水溶性锌盐A、矿物性成核剂B、有机酸C和水溶性无机酸D复合而成；
增塑剂30份；
去离子水15份；
加工助剂5份；
增溶剂10份。
具体的说，所述PVA为聚合度888、2088两种的混合物，其粒径为110-120目。
所述增塑剂为聚乙二醇100、聚乙二醇200两种的复配。
所述加工助剂为硬脂酸镁，所述增溶剂为聚氧乙烯蓖麻油，水溶性锌盐选自葡萄糖酸锌；矿物学成核剂为钙基蒙脱石粉，所述有机酸为戊二酸，所述无机酸为稀硫酸或磷酸，组分A、B、C和D的质量比6∶3∶1∶1。
一种生物降解PVA速溶膜的制备方法步骤如下：
步骤S1，PVA预改性：
将配方量的PVA复合粒子与配方量的预改性剂混合均匀，于60℃恒温边加热边搅拌10min；
步骤S2，预增塑处理：
步骤S1的物料中加入配方量的增塑剂，加热边搅拌在120℃下增塑预处理10min；
步骤S3，熔融塑化挤出：
将配方量的去离子水、加工助剂、增溶剂，加入步骤S2的物料中，温度控制在220℃，挤出造粒：
步骤S4，熔融吹膜，经冷却，即得到速溶膜。
膜宽300mm，厚度0.04mm，水溶速度23秒/20℃，无任何残留和缩聚。
实施例3
一种生物降解PVA速溶膜，所述速溶膜的加工原料组成如下：
醇解度88％，聚合度1500的PVA 70份；
预改性剂5份，所述预改性剂包括水溶性锌盐A、矿物性成核剂B、有机酸C和水溶性无机酸D复合而成；
增塑剂20份；
去离子水10份；
加工助剂3份；
增溶剂5份。
优选的，所述PVA为聚合度1088、1288两种的混合物，其粒径为80目，所述增塑剂为聚乙二醇300、聚乙二醇600两种的复配。
所述加工助剂为1-乙烯基-3-乙基咪睉硼酸盐中，所述增溶剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，水溶性锌盐选自乳酸锌；矿物学成核剂为钙基蒙脱石粉，所述有机酸为丁烷四羧酸，所述无机酸为磷酸，组分A、B、C和D的质量比6∶3∶1∶1。
一种生物降解PVA速溶膜的制备方法，所述方法步骤如下：
步骤S1，PVA预改性：
将配方量的PVA复合粒子与配方量的预改性剂混合均匀，于50℃恒温边加热边搅拌15min；
步骤S2，预增塑处理：
步骤S1的物料中加入配方量的增塑剂，加热边搅拌在80℃下增塑预处理30min；
步骤S3，熔融塑化挤出：
将配方量的去离子水、加工助剂、增溶剂，加入步骤S2的物料中，温度控制在120℃，挤出造粒：
步骤S4，熔融吹膜，经冷却，即得到速溶膜。
膜宽300mm，厚度0.025mm，水溶速度13秒/20℃，无任何残留和缩聚。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (8)
1.一种生物降解PVA速溶膜，其特征在于：所述速溶膜的加工原料组成如下：
醇解度88％，聚合度500-3000的PVA 65-75份；
预改性剂4-6份，所述预改性剂包括至少一水溶性锌盐A、至少一部分溶于水的矿物性成核剂B、至少一种有机酸C和至少一种水溶性无机酸D复合而成；
增塑剂15-30份；
去离子水5-15份；
加工助剂0.5-5份；
增溶剂0.1-10份。
2.根据权利要求1所述的生物降解PVA速溶膜，其特征在于：所述速溶膜的加工原料组成如下：
醇解度88％，聚合度500-3000的PVA 70份；
预改性剂5份；
增塑剂20份；
去离子水10份；
加工助剂3份；
增溶剂5份。
3.根据权利要求1或2所述的生物降解PVA速溶膜，其特征在于：所述PVA为聚合度588、888、1088、1288、1588、1788、2088和2488中的任意两种的混合物，其粒径为60-120目。
4.根据权利要求1或2所述的生物降解PVA速溶膜，其特征在于：所述增塑剂为丙三醇、乙二醇、聚乙二醇100、聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇600、乙酸乙酯和1-4丁二醇中的至少两种的复配。
5.根据权利要求1或2所述的生物降解PVA速溶膜，其特征在于：所述加工助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、油酸酰胺、甲基丙烯酸甲酯、1-丁基3甲基咪睉四硼酸盐、1-丁基3甲基咪睉氯盐、1-乙烯基-3-乙基咪睉硼酸盐中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的生物降解PVA速溶膜，其特征在于：所述增溶剂为聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯蓖麻油、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和聚甘油脂肪酸酯中的任意一种。
7.根据权利要求1或2所述的生物降解PVA速溶膜，其特征在于：水溶性锌盐选自柠檬酸锌、葡萄糖酸锌和乳酸锌中的任意一种；矿物学成核剂为钠基蒙脱石粉或钙基蒙脱石粉，所述有机酸为丁二酸、戊二酸和丁烷四羧酸中的任意一种或任意多种，所述无机酸为稀硫酸或磷酸，组分A、B、C和D的质量比6∶3∶1∶1。
8.一种权利要求1-7任意一项所述生物降解PVA速溶膜的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
步骤S1，PVA预改性：
将配方量的PVA复合粒子与配方量的预改性剂混合均匀，于40-60℃恒温边加热边搅拌10-20min；
步骤S2，预增塑处理：
步骤S1的物料中加入配方量的增塑剂，加热边搅拌在40-120℃下增塑预处理10-40min；
步骤S3，熔融塑化挤出：
将配方量的去离子水、加工助剂、增溶剂，加入步骤S2的物料中，温度控制在40-220℃，挤出造粒：
步骤S4，熔融吹膜，经冷却，即得到速溶膜。
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