CN110894344A - 一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋及其制备方法 - Google Patents

一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，包括如下重量份的组分：造纸废弃物5‑60份、可降解材料30‑90份、淀粉0‑30份、助剂0.5‑15份。其制备方法，是将造纸废弃物与可降解材料、淀粉、助剂混合均匀后挤出造粒，吹膜成型而成。本发明将造纸废弃物添加到可降解材料里面，大大降低了可降解垃圾袋的成本。并且造纸废弃物改性的可降解垃圾袋具有一定抗菌性，抑制垃圾中有机物的腐烂和发酵，减少垃圾腐烂发出的异味，无需额外添加抑菌剂。造纸废弃物的再利用，能很好的保护环境。更有利于推广。

Description

一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋及其制备方法
技术领域
本发明涉及可降解复合材料领域，具体涉及一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋及其制备方法。
背景技术
由于环境的急剧恶化，廉价、无环境污染的高性能可降解材料取代石油基的传统塑料成为了研究的热点。因可降解材料较高的成本，限制了其合理的商业用途。
制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素,同时得到大量的造纸废弃物副产品,但迄今为止,超过95％的造纸废弃物仍直接排入江河或浓缩后烧掉,很少得到有效利用。中国专利CN106317941A公开了一种抗菌抗撕裂的可降解垃圾袋，由以下重量份的原料组成：废旧塑料90-130份、甲壳素纤维5-20份、填料3-10份、分散剂2-5份、偶联剂1-4份、无机抗菌剂0.5-3.5份、增韧剂0.5-2份、山梨酸钾1-6份、稳定剂1-4份。该发明的垃圾袋强度较差，并且选用无机杀菌剂，进一步增加了成本。
发明内容
本发明旨在提供一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，以及该抗菌可降解垃圾袋的制备方法，以解决背景技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的：
一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0001797333260000011
作为优选的技术方案，所述造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0001797333260000012
Figure BDA0001797333260000021
作为更优选的技术方案，所述造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0001797333260000022
其中，所述造纸废弃物选自腐浆、浆渣、木皮、制浆废液提取物、含硅白泥中的至少一种。其粒径一般选择在40-2500目之间，优选200-2000目，最好是500-1000目。
其中，所述可降解材料选自PBAT(聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯)、PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基脂肪酸酯)、PPC(聚甲基乙撑碳酸酯)中的至少一种，优选为PBAT、PLA、PHA中的至少一种，最好是PBAT或/和PLA。
其中，所述淀粉没有特别限定，可以是各种已知的改性淀粉或未改性淀粉。包括但不限于：木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、阳离子改性淀粉、阴离子改性淀粉等。
其中，所述助剂包括相容剂和增塑剂。
进一步优选的，所述助剂还包括热稳定剂和抗氧化剂。
上述各助剂可采用本领域的常规物质，优选的，所述相容剂为马来酸接枝共聚物，所述增塑剂为环氧大豆油、所述热稳定剂为硬脂酸钙、所述抗氧化剂为对苯二酚。
优选的，各助剂用量以质量份计为：相容剂0.5-10份、增塑剂0.5-10份、热稳定剂0.5-10份、抗氧化剂0.5-10份；更优选为相容剂1-8份、增塑剂1-8份、热稳定剂1-8份、抗氧化剂1-8份，最好是相容剂2-6份、增塑剂2-6份、热稳定剂2-6份、抗氧化剂2-6份。
本发明还提供了上述造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋的制备方法，是将造纸废弃物与可降解材料、淀粉、助剂混合后挤出造粒，吹塑成型而成。具体包括如下步骤：
步骤一，将所述造纸废弃物与可降解材料、淀粉、助剂混合均匀，得到初混料；
步骤二，将所述初混料，加入双螺杆挤出机料仓，挤出造粒制得母粒；
步骤三，将所述母粒吹膜成型，制得所述造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋。
其中，步骤一的混合时间为5min-500min，优选为30-300min，更优选为50-200min；混料转速为10-1000rpm，优选为50-800rpm，更优选为200-600rpm；混料温度可以根据需要设置不同温度，一般为10-150℃，优选为30-120℃，更优选为50-100℃。
其中，步骤二的挤出条件为一区到六区温度70-240℃，机头温度70-240℃，转速为10-1000rpm；优选的，一区到六区温度100-190℃，机头温度120-200℃，转速50-400rpm；更优选的，一区到六区温度为110-180℃，机头温度130-190℃，转速100-300rpm。
其中，步骤三的吹膜温度为100-240℃。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1)本发明将造纸废弃物添加到可降解材料里面，大大降低了可降解垃圾袋的成本。
2)在自然界中，每年得到5000万吨左右的造纸废弃物，但迄今为止，超过95％的造纸废弃物直接排入江河或浓缩后烧掉，很少得到有效利用，造纸废弃物的再利用，能很好的保护环境。
3)因造纸废弃物的部分组分有抑菌性，使得用造纸废弃物改性的可降解垃圾袋也具有一定的抗菌性，抑制垃圾中有机物的腐烂和发酵，减少垃圾腐烂发出的异味，并且无需额外添加抑菌剂。
综上，本发明选用造纸废弃物来改性，不仅使降解垃圾袋有一定的抗菌性，同时废弃物的再利用，降低了降解垃圾袋的成本，更有利于推广。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行阐述，但并不限制本发明。
实施例1
一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，按质量份数计算，其组成和含量如下：
Figure BDA0001797333260000041
上述配方按照下列步骤进行反应：
1.先把一定量的造纸废弃物干燥、后粉碎至50-500目。
2.将上述的造纸废弃物、相容剂马来酸酐接枝共聚物、增塑剂环氧大豆油、热稳定剂硬脂酸钙、抗氧化剂对苯二酚一起与PBAT、PLA、淀粉，置于高速共混机中，于温度80℃，转速200rpm下，混合90min，得到初混物。
3.将上述初混物置于双螺杆挤出机中挤出造粒，一区到六区温度为210℃，210℃，215℃，215℃，215℃，机头温度215℃，螺杆转速300rpm，制得母粒。
4.将上述母粒放入吹膜机，吹塑成型，制袋制备出垃圾袋进行性能检测，数据如表1所示。
实施例2
一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，按质量份数计算，其组成和含量如下：
Figure BDA0001797333260000042
Figure BDA0001797333260000051
上述配方按照下列步骤进行反应：
1.先把一定量的造纸废弃物干燥、后粉碎至50-500目。
2.将上述的造纸废弃物、相容剂马来酸酐接枝共聚物、增塑剂环氧大豆油、热稳定剂硬脂酸钙、抗氧化剂对苯二酚一起与PBAT、PLA、淀粉，置于高速共混机中，于温度80℃，转速200rpm下，混合90min，得到初混物。
3.将上述初混物置于双螺杆挤出机中挤出造粒，一区到六区温度为210℃，210℃，215℃，215℃，215℃，机头温度215℃，螺杆转速300rpm，制得母粒。
4.将上述母粒放入吹膜机，吹塑成型，制袋制备出垃圾袋进行性能检测，数据如表1所示。
实施例3
一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，按质量份数计算，其组成和含量如下：
Figure BDA0001797333260000052
上述配方按照下列步骤进行反应：
1.先把一定量的造纸废弃物干燥、后粉碎至50-500目。
2.将上述的造纸废弃物、相容剂马来酸酐接枝共聚物、增塑剂环氧大豆油、热稳定剂硬脂酸钙、抗氧化剂对苯二酚一起与PBAT、PLA、淀粉，置于高速共混机中，于温度80℃，转速200rpm下，混合90min，得到初混物。
3.将上述初混物置于双螺杆挤出机中挤出造粒，一区到六区温度为210℃，210℃，215℃，215℃，215℃，机头温度215℃，螺杆转速300rpm，制得母粒。
4.将上述母粒放入吹膜机，吹塑成型，制袋制备出垃圾袋进行性能检测，数据如表1所示。
对比例
未添加造纸废弃物的普通可降解垃圾袋，按质量份数计算，其组成和含量如下：
Figure BDA0001797333260000061
上述配方按照下列步骤进行反应：
1.将相容剂马来酸酐接枝共聚物、增塑剂环氧大豆油、热稳定剂硬脂酸钙、抗氧化剂对苯二酚一起与PBAT、PLA、淀粉，置于高速共混机中，于温度80℃，转速200rpm下，混合90min，得到初混物。
2.将上述初混物置于双螺杆挤出机中挤出造粒，一区到六区温度为210℃，210℃，215℃，215℃，215℃，机头温度215℃，螺杆转速300rpm，制得母粒。
3.将上述母粒放入吹膜机，吹塑成型，制袋制备出垃圾袋进行性能检测，数据如表1所示。
应用实施例
1、采用万能电子拉力试验机(KY8000C型)按照标准(GB/T1040.2-2006)方法对实施例1-3和对比例进行性能检测，具体数据如表1所示。
表1
拉伸强度/MPa 断裂伸长率/％
实施例1 27.4 265.5
实施例2 28.5 284.3
实施例3 24.7 278.1
对比例 25.4 244.9
通过结果可以看出，引入造纸废弃物后，对降解垃圾袋拉伸强度和伸长率影响不大，能满足使用要求。
2、按照GB/T 31402-2015《塑料塑料表面抗菌性能试验方法》的方法检测
实施例1-3和对比例的抗菌性能，具体数据如表2所示。
表2
Figure BDA0001797333260000071
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，其特征在于，包括如下重量份的组分：
Figure FDA0001797333250000011
2.如权利要求1所述的造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，其特征在于，包括如下重量份的组分：
Figure FDA0001797333250000012
3.如权利要求1所述的造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，其特征在于，所述造纸废弃物选自腐浆、浆渣、木皮、制浆废液提取物、含硅白泥中的至少一种。
4.如权利要求1所述的造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，其特征在于，所述造纸废弃物的粒径在500-1000目之间。
5.如权利要求1所述的造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，其特征在于，所述可降解材料选自聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚甲基乙撑碳酸酯中的至少一种。
6.如权利要1所述的造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，其特征在于，所述助剂包括相容剂和增塑剂。
7.如权利要求6所述的造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，其特征在于，所述助剂还包括热稳定剂和抗氧化剂。
8.如权利要求7所述的造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，其特征在于，所述相容剂为马来酸接枝共聚物，所述增塑剂为环氧大豆油、所述热稳定剂为硬脂酸钙、所述抗氧化剂为对苯二酚。
9.如权利要求7所述的造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋，其特征在于，所述助剂的重量份数如下：相容剂0.5-10份、增塑剂0.5-10份、热稳定剂0.5-10份、抗氧化剂0.5-10份。
10.根据权利要求1-9任一项所述造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将所述造纸废弃物与可降解材料、淀粉、助剂混合均匀，得到初混料；
步骤二，将所述初混料，加入双螺杆挤出机料仓，挤出造粒制得母粒；
步骤三，将所述母粒吹膜成型，制得所述造纸废弃物改性的抗菌可降解垃圾袋。
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