CN110922721A - 一种环保可降解吸塑包装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环保可降解吸塑包装材料，包括聚酯基材，多孔填料，可降解高分子材料和添加剂，所述多孔填料，可降解高分子材料和添加剂添加在所述聚酯基材中。本发明采用聚酯基材，多孔填料，可降解高分子材料作为原料，具有良好的加工性，工艺简单、可生物降解、易于工业化大规模生产等特点；本发明包装材料在保证力学性能的基础上，使用后可回收，可降解，不造成环境的污染。

Description

一种环保可降解吸塑包装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料领域，具体涉及一种环保可降解吸塑包装材料及其制备方法。
背景技术
随高分子材料中的聚酯材料是合成材料中产量较大的一个品种，而其中的聚对苯二甲酸乙二醇酯材料由于具有优良耐热性、耐化学药品性、 强韧性、电绝缘性、安全性等，且价格便宜，被广泛用于纤维、薄膜、工程塑料、聚酯瓶等。虽然不会直接对环境造成危害，但由于其使用后的废品多且在自然条件下很难降解，因而从环境行为和生态效应考虑，废弃物已成为全球性的环境污染有机物。因此，在不改变聚酯原有性能的基础上通过共聚、共混等工艺方法使其具有降解性能，具有重要现实意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种环保可降解吸塑包装材料，通过共混的方法，在保证其力学等性能的基础上，使得聚酯的降解速度加快。
技术方案：一种环保可降解吸塑包装材料，包括聚酯基材，多孔填料，可降解高分子材料和添加剂，所述多孔填料，可降解高分子材料和添加剂添加在所述聚酯基材中。
优选的，所述添加剂包括增容剂，抗氧化剂和润滑剂，其中，所述增容剂为SEBS-g-MAH，PE-g-MAH或ABS-g-MAH中至少一种，所述抗氧化剂为抗氧剂1098，抗氧化剂TH-1790或抗氧化剂264中至少一种，所述润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸中的至少一种。
优选的，多孔填料为多孔竹炭。
优选的，所述多孔竹炭的制备方法包括以下步骤：
（1） 在温度为400-500℃热解竹子碎块，磨碎产物后转移至管式炉中，加热至550-600℃时将N2切换为CO2，维持1-1.5h后切回N2，得到竹炭粉；
（2）将步骤1中得到的竹炭粉加入浓度为1-1.5mol/L的硝酸溶液中进行活化，洗涤过滤，得到活化后的竹炭粉；
（3）将步骤2中制备得到的活化后的竹炭粉在纳米研磨机上进行研磨，研磨时间为1-4h，得到多孔竹炭。
优选的，所述可降解高分材料为聚乳酸，PBS或微晶纤维素中的至少一种。
优选的，所述多孔材料加入聚酯基材采用硅烷偶联剂的有机溶液对所述多孔材料进行表面处理，以得到表面带有氨基的多孔材料。
一种环保可降解吸塑包装材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚酯基材烘干，将聚酯基材，多孔填料，可降解高分子材料和添加剂加入到片材机组的料仓中，在片材机组上用流延成型工艺制得片材，最后单向或双向拉伸，定型，切割，收卷。
有益效果：本发明的环保可降解吸塑包装材料具有以下优点：
1、本发明采用聚酯基材，多孔填料，可降解高分子材料作为原料，具有良好的加工性，工艺简单、可生物降解、易于工业化大规模生产等特点；
2、 本发明包装材料在保证力学性能的基础上，使用后可回收，可降解，不造成环境的污染；
3、由于竹炭内部有无数空洞，并且具有微生物生长的营养物质，有利于微生物的吸附和繁殖，达到生物降解的效果。
具体实施方式
实施例1
多孔竹炭的制备方法包括以下步骤：
1. 在温度为400℃热解竹子碎块，磨碎产物后转移至管式炉中，加热至550℃时将N2切换为CO2，维持1h后切回N2，得到竹炭粉；
2. 将步骤1中得到的竹炭粉加入浓度为1.5mol/L的硝酸溶液中进行活化，洗涤过滤，得到活化后的竹炭粉；
3.将步骤2中制备得到的活化后的竹炭粉在纳米研磨机上进行研磨，研磨时间为1h，得到多孔竹炭n-pb-1。
实施例2
多孔竹炭的制备方法包括以下步骤：
1. 在温度为500℃热解竹子碎块，磨碎产物后转移至管式炉中，加热至600℃时将N2切换为CO2，维持1.5h后切回N2，得到竹炭粉；
2. 将步骤1中得到的竹炭粉加入浓度为1mol/L的硝酸溶液中进行活化，洗涤过滤，得到活化后的竹炭粉；
3.将步骤2中制备得到的活化后的竹炭粉在纳米研磨机上进行研磨，研磨时间为4h，得到多孔竹炭n-pb-2。
实施例3
多孔竹炭的制备方法包括以下步骤：
1. 在温度为450℃热解竹子碎块，磨碎产物后转移至管式炉中，加热至600℃时将N2切换为CO2，维持1.5h后切回N2，得到竹炭粉；
2. 将步骤1中得到的竹炭粉加入浓度为1.2mol/L的硝酸溶液中进行活化，洗涤过滤，得到活化后的竹炭粉；
3.将步骤2中制备得到的活化后的竹炭粉在纳米研磨机上进行研磨，研磨时间为2h，得到多孔竹炭n-pb-3。
实施例4
一种环保可降解吸塑包装材料的制备方法，包括以下步骤：
1、将多孔竹炭n-pb-1加入KH-550硅烷偶联剂的乙醇溶液对所述多孔材料进行表面处理，以得到表面带有氨基的多孔竹炭n-pb-1；
2、将聚酯基材烘干；
3、将聚酯基材，多孔竹炭n-pb-1，聚乳酸，PBS或微晶纤维素，增容剂SEBS-g-MAH，抗氧化剂1098，润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物加入到片材机组的料仓中，在片材机组上用流延成型工艺制得片材，最后单向拉伸，定型，切割，收卷。
实施例5
一种环保可降解吸塑包装材料的制备方法，包括以下步骤：
1、将多孔竹炭n-pb-2加入KH-550硅烷偶联剂的乙醇溶液对所述多孔材料进行表面处理，以得到表面带有氨基的多孔竹炭n-pb2；
2、将聚酯基材烘干；
3、将聚酯基材，多孔竹炭n-pb-2，聚乳酸，PBS或微晶纤维素，增容剂PE-g-MAH，抗氧化剂TH-1790，润滑剂乙撑双油酸酰胺加入到片材机组的料仓中，在片材机组上用流延成型工艺制得片材，最后双向拉伸，定型，切割，收卷。
实施例6
一种环保可降解吸塑包装材料的制备方法，包括以下步骤：
1、将多孔竹炭n-pb-3加入KH-570硅烷偶联剂的乙醇溶液对所述多孔材料进行表面处理，以得到表面带有氨基的多孔竹炭n-pb-3；
2、将聚酯基材烘干；
3、将聚酯基材，多孔竹炭n-pb-3，聚乳酸，PBS或微晶纤维素，增容剂ABS-g-MAH，抗氧化剂264，润滑剂硬脂酸加入到片材机组的料仓中，在片材机组上用流延成型工艺制得片材，最后双向拉伸，定型，切割，收卷。
将实施例4-6制备的包装材料进行降解实验，各实施例中制备片材中各组成成分的质量，以及工艺参数均相同，以此为前提进行性能测试，具体测试方法如下：
在酸性缓冲溶液中的降解
（1）将已制备好的1mm厚直径为1cm的包装材料试样在真空烘箱中干燥至恒重，称其质量即为W0；
（2）将上述称重的薄膜试样置于pH=4.74的酸性缓冲溶液或pH=10.01的碱性缓冲溶液中，温度保持在37℃，每隔一周更换一次缓冲溶液，并取出一片试样；
（3）以蒸馏水冲洗试样并以吸水纸吸干试样表面的水分，然后将试样在真空干燥箱中干燥至恒重，称其干重W1，根据下式计算试样的失重率即降解率V=（W0-W1）/W0×100%；
通过以上测试方法在酸性条件下，经过40天的降解实施例4至实施例6的重量损失率为40.5%，42.9%，42.5%，在碱性条件下，经过40天的降解实施例4至实施例6的重量损失率为36.9%，39.9%，40.1%。

Claims (7)

1.一种环保可降解吸塑包装材料，其特征在于，包括聚酯基材，多孔填料，可降解高分子材料和添加剂，所述多孔填料，可降解高分子材料和添加剂添加在所述聚酯基材中。
2.根据权利要求1所述的一种环保可降解吸塑包装材料，其特征在于：所述添加剂包括增容剂，抗氧化剂和润滑剂，其中，所述增容剂为SEBS-g-MAH，PE-g-MAH或ABS-g-MAH中至少一种，所述抗氧化剂为抗氧剂1098，抗氧化剂TH-1790或抗氧化剂264中至少一种，所述润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种环保可降解吸塑包装材料，其特征在于：多孔填料为多孔竹炭。
4.根据权利要求3所述的一种环保可降解吸塑包装材料，其特征在于：所述多孔竹炭的制备方法包括以下步骤：
（1）在温度为400-500℃热解竹子碎块，磨碎产物后转移至管式炉中，加热至550-600℃时将N2切换为CO2，维持1-1.5h后切回N2，得到竹炭粉；
（2）将步骤（1）中得到的竹炭粉加入浓度为1-1.5mol/L的硝酸溶液中进行活化，洗涤过滤，得到活化后的竹炭粉；
（3）将步骤（2）中制备得到的活化后的竹炭粉在纳米研磨机上进行研磨，研磨时间为1-4h，得到多孔竹炭。
5.根据权利要求1所述的一种环保可降解吸塑包装材料，其特征在于：所述可降解高分材料为聚乳酸，PBS或微晶纤维素中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种环保可降解吸塑包装材料，其特征在于：所述多孔材料加入聚酯基材采用硅烷偶联剂的有机溶液对所述多孔材料进行表面处理，以得到表面带有氨基的多孔材料。
7.一种环保可降解吸塑包装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚酯基材烘干，将聚酯基材，多孔填料，可降解高分子材料和添加剂加入到片材机组的料仓中，在片材机组上用流延成型工艺制得片材，最后单向或双向拉伸，定型，切割，收卷。
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