CN111286140A - 基于pva与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法 - Google Patents

基于pva与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111286140A
CN111286140A CN202010102806.7A CN202010102806A CN111286140A CN 111286140 A CN111286140 A CN 111286140A CN 202010102806 A CN202010102806 A CN 202010102806A CN 111286140 A CN111286140 A CN 111286140A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
starch
plasticizer
mixture
pva
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202010102806.7A
Other languages
English (en)
Inventor
江虎林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Juchuangxin Material Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Juchuangxin Material Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Juchuangxin Material Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Juchuangxin Material Technology Co Ltd
Priority to CN202010102806.7A priority Critical patent/CN111286140A/zh
Publication of CN111286140A publication Critical patent/CN111286140A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L39/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L39/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/14—Gas barrier composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于PVA与淀粉共混方法制备的完全生物降解材料的方法，涉及可降解材料技术领域。本发明包括以下步骤，将甘油和蒸馏水均匀混合作为增塑剂，并将增塑剂等分成两部分，在搅拌机中加热树脂，树脂为聚乙烯咔唑，再分批加入步骤一所得增塑剂，搅拌机持续搅拌直至树脂将增塑剂充分吸收，形成混合物A，向步骤一所得另半份增塑剂中加入偶联剂、助剂、复合抗氧剂和增韧剂，制成混合液体，用于对淀粉进行疏水性处理，本发明所制材料具有优异的微生物分解性能，造价低廉，不易发生静电效应，耐候性强，本身可作为土壤的改良剂，气体阻隔性好、韧性强、耐有机溶剂性高，可以满足不同行业的使用需求。

Description

基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法
技术领域
本发明涉及可降解材料技术领域，具体为基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法。
背景技术
塑料的主要成分是树脂。树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等。树脂约占塑料总重量的40％～100％。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。塑料在外界环境中不易降解，容易导致环境污染。而生物降解材料是一类在生物机体中，在体液及其酸、核酸作用下，材料不断降解被机体吸收，或排出体外，最终所植入的材料完全被新生组织取代的天然或合成的材料。
PVA即聚乙烯醇，是目前发现的唯一可被自然界中细菌分解作为碳源和能源利用的高分子聚合物。现阶段市面上的塑料不具备微生物分解性能，混入土壤中会导致土壤质量下降，而具有降解性能的材料造价高，普通塑料在生产过程中容易产生静电效应，造成粉尘污染，耐候性差，气体阻隔性差，耐有机溶剂性差，因此研发一种全新的完全生物降解材料是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，包括以下步骤：
步骤一、将甘油和蒸馏水均匀混合作为增塑剂，并将所述增塑剂等分成两部分；
步骤二、在搅拌机中加热树脂，树脂为聚乙烯咔唑，再分批加入步骤一所得增塑剂，搅拌机持续搅拌直至树脂将增塑剂充分吸收，形成混合物A；
步骤三、向步骤一所得另半份增塑剂中加入偶联剂、助剂、复合抗氧剂和增韧剂，制成混合液体，用于对淀粉进行疏水性处理；
步骤四、分批向搅拌机中的淀粉中加入步骤三所得混合液体，搅拌机持续搅拌直至淀粉将混合液体充分吸收，形成混合物B；
步骤五、将混合物A与混合物B一起放入搅拌机中混合，并加入辅料，搅拌机持续加热搅拌直至混合物A与混合物B搅拌均匀，形成混合物C；
步骤六、将混合物C放入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出线条放入水中冷却，吹风机吹干切粒，制得颗粒成品；
步骤七、对步骤六所得颗粒随机抽样进行功能性检测。
进一步地，所述甘油、蒸馏水、树脂和淀粉由以下重量份的原料制成：
甘油20-30、蒸馏水35-40、树脂100-120、淀粉20-25。
进一步地，步骤二中所述搅拌机加热温度为190℃，步骤五中所述搅拌机加热温度为200℃，步骤二中所述增塑剂分三次添加，所述增塑剂添加百分比依次为25％、33％和42％，步骤四中所述混合液体分四次添加，所述混合液体添加百分比依次为15％、20％、30％和35％。
进一步地，所述辅料由以下重量份的原料制成：
聚乳酸10-20、硬脂酸钙10-15、滑石粉40-50、聚乙烯蜡6-10、玻璃纤维10-15、碳酸钙30-45。
进一步地，所述功能性检测包括降解性能检测、静电检测、红外线照射检测、土壤改良检测和耐有机溶剂性检测。
进一步地，所述助剂由以下重量份的原料制成：
聚乙二醇10-20、葡萄糖12-15、聚丙二醇18-23、乙二醇5-8、明胶15-25、柠檬酸15-20。
进一步地，所述助剂制取步骤如下：
将明胶、葡萄糖和聚乙二醇充分混合制得Q中间物，聚丙二醇与乙二醇加热混合制得W中间物，加热温度为30℃-35℃，W中间物静置冷却后再与Q中间物与柠檬酸充分混合制成助剂。
进一步地，所述复合抗氧剂由以下重量份的原料制成：
四季戊四醇酯5-10、双二苯胺10-15、三亚磷酸酯15-20、对甲苯酚5-12、氨基吡唑12-15、羟基二苯甲酮10-18、螺环乙二醇8-15。
进一步地，所述复合抗氧剂制取步骤如下：
四季戊四醇酯、双二苯胺与三亚磷酸酯混合制成中间物E，再依次将对甲苯酚、羟基二苯甲酮、螺环乙二醇和氨基吡唑加入中间物E中搅拌，制成复合抗氧剂。
进一步地，所述增韧剂由以下重量份的原料制成：
硅橡胶5-10、羧基丁腈橡胶5-8、聚酰胺2-5、聚氨酯10-15、聚丙烯纤维3-8、丁基橡胶5-10、氯丁橡胶6-12、甲基丙烯酸甲酯5-8；
所述增韧剂制取步骤如下：
将硅橡胶、羧基丁腈橡胶、聚丙烯纤维、丁基橡胶、氯丁橡胶加热混合，加热温度为170℃，混合完成后制成复合橡胶，待所述复合橡胶冷却至120℃时依次加入聚酰胺、聚氨酯和甲基丙烯酸甲酯再次混合，混合完成后冷却制成增韧剂。
本发明具有以下有益效果：
1、该基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，具有优异的微生物分解性能，在短时间内能被分解成二氧化碳和水，不会污染环境，价格较其他品种的生物降解材料便宜，与现有产品相比，更易于推向市场。
2、该基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，可以有效降低静电效应发生的概率，可减少粉尘和挥发性有机物污染，同时材料能抵抗红外线的照射，且对紫外线几乎不产生老化现象，与现有产品相比，有优越的耐候性，透明性降低少。
3、该基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，本身可作为土壤的改良剂，其粘结性可使上壤形成团粒结构，增加上壤的通气性，透水和保湿性，同时材料的气体阻隔性好、韧性强、耐有机溶剂性高，与现有产品相比，可以满足不同行业的使用需求。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明生产工艺流程示意图；
图2为现有改性纳米母粒的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，包括以下步骤：
步骤一、将甘油和蒸馏水均匀混合作为增塑剂，并将增塑剂等分成两部分；
步骤二、在搅拌机中加热树脂，树脂为聚乙烯咔唑，再分批加入步骤一所得增塑剂，搅拌机持续搅拌直至树脂将增塑剂充分吸收，形成混合物A；
步骤三、向步骤一所得另半份增塑剂中加入偶联剂、助剂、复合抗氧剂和增韧剂，制成混合液体，用于对淀粉进行疏水性处理；
步骤四、分批向搅拌机中的淀粉中加入步骤三所得混合液体，搅拌机持续搅拌直至淀粉将混合液体充分吸收，形成混合物B；
步骤五、将混合物A与混合物B一起放入搅拌机中混合，并加入辅料，搅拌机持续加热搅拌直至混合物A与混合物B搅拌均匀，形成混合物C；
步骤六、将混合物C放入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出线条放入水中冷却，吹风机吹干切粒，制得颗粒成品。
步骤七、对步骤六所得颗粒随机抽样进行功能性检测；
其中，甘油、蒸馏水、树脂和淀粉由以下重量份的原料制成：
甘油30、蒸馏水40、树脂120、淀粉25。
其中，步骤二中搅拌机加热温度为190℃，步骤五中搅拌机加热温度为200℃，步骤二中增塑剂分三次添加，增塑剂添加百分比依次为25％、33％和42％，步骤四中混合液体分四次添加，混合液体添加百分比依次为15％、20％、30％和35％。
其中，辅料由以下重量份的原料制成：
聚乳酸20、硬脂酸钙15、滑石粉50、聚乙烯蜡10、玻璃纤维15、碳酸钙45；聚乙烯蜡因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。正常生产中，这部分蜡作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。
其中，功能性检测包括降解性能检测、静电检测、红外线照射检测、土壤改良检测和耐有机溶剂性检测。
降解性能检测依据GB/T19277标准检测方法，即将试样材料与堆肥接种物混合后放入堆肥化容器中，在一定的氧气，温度(58±2℃)，湿度(50-55％)的条件下进行充分的堆肥化，测定材料降解45天后CO2的最终释放量(可延长至6个月)，用实际的CO2释放量与其理论最大放出量的比值来表示材料的生物降解率。检测参照物为粒径小于20μm的纤维素，只有当参照物45天后降解率大于70％时该试验有效。
静电检测的环境温度为25℃，相对湿度为50％，利用电阻测试仪ZC29B进行测试，正常范围数值为1×106Ω～1×109Ω。
红外线照射检测，对产品颗粒分别进行红外线和紫外线照射各5小时，观察老化程度，以实施例五中产品颗粒照射紫外线24h老化程度为100％基准。
土壤改良检测，将产品颗粒与土壤按照1:50的配比进行均匀混合，向土壤中浇入500ml水，检测1分钟中从土壤底部流出的水容量。
耐有机溶剂性检测，将产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时，检测产品颗粒表面腐蚀程度，以实施例五中产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时的腐蚀程度为100％。
其中，助剂由以下重量份的原料制成：
聚乙二醇20、葡萄糖15、聚丙二醇23、乙二醇8、明胶25、柠檬酸20。
其中，助剂制取步骤如下：
将明胶、葡萄糖和聚乙二醇充分混合制得Q中间物，聚丙二醇与乙二醇加热混合制得W中间物，加热温度为30℃-35℃，W中间物静置冷却后再与Q中间物与柠檬酸充分混合制成助剂。
其中，复合抗氧剂由以下重量份的原料制成：
四季戊四醇酯10、双二苯胺15、三亚磷酸酯20、对甲苯酚12、氨基吡唑15、羟基二苯甲酮18、螺环乙二醇15。
其中，复合抗氧剂制取步骤如下：
四季戊四醇酯、双二苯胺与三亚磷酸酯混合制成中间物E，再依次将对甲苯酚、羟基二苯甲酮、螺环乙二醇和氨基吡唑加入中间物E中搅拌，制成复合抗氧剂。
其中，增韧剂由以下重量份的原料制成：
硅橡胶10、羧基丁腈橡胶8、聚酰胺5、聚氨酯15、聚丙烯纤维8、丁基橡胶10、氯丁橡胶12、甲基丙烯酸甲酯8。
其中，增韧剂制取步骤如下：
将硅橡胶、羧基丁腈橡胶、聚丙烯纤维、丁基橡胶、氯丁橡胶加热混合，加热温度为170℃，混合完成后制成复合橡胶，待复合橡胶冷却至120℃时依次加入聚酰胺、聚氨酯和甲基丙烯酸甲酯再次混合，混合完成后冷却制成增韧剂。
实施例二
本发明还提供一种技术方案：基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，包括以下步骤：
步骤一、将甘油和蒸馏水均匀混合作为增塑剂，并将增塑剂等分成两部分；
步骤二、在搅拌机中加热树脂，树脂为聚乙烯咔唑，再分批加入步骤一所得增塑剂，搅拌机持续搅拌直至树脂将增塑剂充分吸收，形成混合物A；
步骤三、向步骤一所得另半份增塑剂中加入偶联剂、助剂、复合抗氧剂和增韧剂，制成混合液体，用于对淀粉进行疏水性处理；
步骤四、分批向搅拌机中的淀粉中加入步骤三所得混合液体，搅拌机持续搅拌直至淀粉将混合液体充分吸收，形成混合物B；
步骤五、将混合物A与混合物B一起放入搅拌机中混合，并加入辅料，搅拌机持续加热搅拌直至混合物A与混合物B搅拌均匀，形成混合物C；
步骤六、将混合物C放入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出线条放入水中冷却，吹风机吹干切粒，制得颗粒成品。
步骤七、对步骤六所得颗粒随机抽样进行功能性检测。
其中，甘油、蒸馏水、树脂和淀粉由以下重量份的原料制成：
甘油28、蒸馏水39、树脂115、淀粉24。
其中，步骤二中搅拌机加热温度为190℃，步骤五中搅拌机加热温度为200℃，步骤二中增塑剂分三次添加，增塑剂添加百分比依次为25％、33％和42％，步骤四中混合液体分四次添加，混合液体添加百分比依次为15％、20％、30％和35％。
其中，辅料由以下重量份的原料制成：
聚乳酸18、硬脂酸钙14、滑石粉47、聚乙烯蜡9、玻璃纤维13、碳酸钙43；聚乙烯蜡因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。正常生产中，这部分蜡作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。
其中，功能性检测包括降解性能检测、静电检测、红外线照射检测、土壤改良检测和耐有机溶剂性检测。
降解性能检测依据GB/T19277标准检测方法，即将试样材料与堆肥接种物混合后放入堆肥化容器中，在一定的氧气，温度(58±2℃)，湿度(50-55％)的条件下进行充分的堆肥化，测定材料降解45天后CO2的最终释放量(可延长至6个月)，用实际的CO2释放量与其理论最大放出量的比值来表示材料的生物降解率。检测参照物为粒径小于20μm的纤维素，只有当参照物45天后降解率大于70％时该试验有效。
静电检测的环境温度为25℃，相对湿度为50％，利用电阻测试仪ZC29B进行测试，正常范围数值为1×106Ω～1×109Ω。
红外线照射检测，对产品颗粒分别进行红外线和紫外线照射各5小时，观察老化程度，以实施例五中产品颗粒照射紫外线24h老化程度为100％基准。
土壤改良检测，将产品颗粒与土壤按照1:50的配比进行均匀混合，向土壤中浇入500ml水，检测1分钟中从土壤底部流出的水容量。
耐有机溶剂性检测，将产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时，检测产品颗粒表面腐蚀程度，以实施例五中产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时的腐蚀程度为100％。
其中，助剂由以下重量份的原料制成：
聚乙二醇18、葡萄糖14、聚丙二醇20、乙二醇6、明胶23、柠檬酸19。
其中，助剂制取步骤如下：
将明胶、葡萄糖和聚乙二醇充分混合制得Q中间物，聚丙二醇与乙二醇加热混合制得W中间物，加热温度为30℃-35℃，W中间物静置冷却后再与Q中间物与柠檬酸充分混合制成助剂。
其中，复合抗氧剂由以下重量份的原料制成：
四季戊四醇酯10、双二苯胺12、三亚磷酸酯18、对甲苯酚10、氨基吡唑14、羟基二苯甲酮16、螺环乙二醇12。
其中，复合抗氧剂制取步骤如下：
四季戊四醇酯、双二苯胺与三亚磷酸酯混合制成中间物E，再依次将对甲苯酚、羟基二苯甲酮、螺环乙二醇和氨基吡唑加入中间物E中搅拌，制成复合抗氧剂。
其中，增韧剂由以下重量份的原料制成：
硅橡胶10、羧基丁腈橡胶7、聚酰胺4、聚氨酯13、聚丙烯纤维6、丁基橡胶8、氯丁橡胶10、甲基丙烯酸甲酯6。
其中，增韧剂制取步骤如下：
将硅橡胶、羧基丁腈橡胶、聚丙烯纤维、丁基橡胶、氯丁橡胶加热混合，加热温度为170℃，混合完成后制成复合橡胶，待复合橡胶冷却至120℃时依次加入聚酰胺、聚氨酯和甲基丙烯酸甲酯再次混合，混合完成后冷却制成增韧剂。
实施例三
本发明还提供一种技术方案：基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，包括以下步骤：
步骤一、将甘油和蒸馏水均匀混合作为增塑剂，并将增塑剂等分成两部分；
步骤二、在搅拌机中加热树脂，树脂为聚乙烯咔唑，再分批加入步骤一所得增塑剂，搅拌机持续搅拌直至树脂将增塑剂充分吸收，形成混合物A；
步骤三、向步骤一所得另半份增塑剂中加入偶联剂、助剂、复合抗氧剂和增韧剂，制成混合液体，用于对淀粉进行疏水性处理；
步骤四、分批向搅拌机中的淀粉中加入步骤三所得混合液体，搅拌机持续搅拌直至淀粉将混合液体充分吸收，形成混合物B；
步骤五、将混合物A与混合物B一起放入搅拌机中混合，并加入辅料，搅拌机持续加热搅拌直至混合物A与混合物B搅拌均匀，形成混合物C；
步骤六、将混合物C放入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出线条放入水中冷却，吹风机吹干切粒，制得颗粒成品。
步骤七、对步骤六所得颗粒随机抽样进行功能性检测。
其中，甘油、蒸馏水、树脂和淀粉由以下重量份的原料制成：
甘油24、蒸馏水36、树脂112、淀粉23。
其中，步骤二中搅拌机加热温度为190℃，步骤五中搅拌机加热温度为200℃，步骤二中增塑剂分三次添加，增塑剂添加百分比依次为25％、33％和42％，步骤四中混合液体分四次添加，混合液体添加百分比依次为15％、20％、30％和35％。
其中，辅料由以下重量份的原料制成：
聚乳酸16、硬脂酸钙13、滑石粉44、聚乙烯蜡7、玻璃纤维12、碳酸钙37；聚乙烯蜡因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。正常生产中，这部分蜡作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。
其中，功能性检测包括降解性能检测、静电检测、红外线照射检测、土壤改良检测和耐有机溶剂性检测。
降解性能检测依据GB/T19277标准检测方法，即将试样材料与堆肥接种物混合后放入堆肥化容器中，在一定的氧气，温度(58±2℃)，湿度(50-55％)的条件下进行充分的堆肥化，测定材料降解45天后CO2的最终释放量(可延长至6个月)，用实际的CO2释放量与其理论最大放出量的比值来表示材料的生物降解率。检测参照物为粒径小于20μm的纤维素，只有当参照物45天后降解率大于70％时该试验有效。
静电检测的环境温度为25℃，相对湿度为50％，利用电阻测试仪ZC29B进行测试，正常范围数值为1×106Ω～1×109Ω。
红外线照射检测，对产品颗粒分别进行红外线和紫外线照射各5小时，观察老化程度，以实施例五中产品颗粒照射紫外线24h老化程度为100％基准。
土壤改良检测，将产品颗粒与土壤按照1:50的配比进行均匀混合，向土壤中浇入500ml水，检测1分钟中从土壤底部流出的水容量。
耐有机溶剂性检测，将产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时，检测产品颗粒表面腐蚀程度，以实施例五中产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时的腐蚀程度为100％。
其中，助剂由以下重量份的原料制成：
聚乙二醇12、葡萄糖13、聚丙二醇19、乙二醇6、明胶20、柠檬酸16。
其中，助剂制取步骤如下：
将明胶、葡萄糖和聚乙二醇充分混合制得Q中间物，聚丙二醇与乙二醇加热混合制得W中间物，加热温度为30℃-35℃，W中间物静置冷却后再与Q中间物与柠檬酸充分混合制成助剂。
其中，复合抗氧剂由以下重量份的原料制成：
四季戊四醇酯7、双二苯胺12、三亚磷酸酯17、对甲苯酚9、氨基吡唑14、羟基二苯甲酮16、螺环乙二醇11。
其中，复合抗氧剂制取步骤如下：
四季戊四醇酯、双二苯胺与三亚磷酸酯混合制成中间物E，再依次将对甲苯酚、羟基二苯甲酮、螺环乙二醇和氨基吡唑加入中间物E中搅拌，制成复合抗氧剂。
其中，增韧剂由以下重量份的原料制成：
硅橡胶6、羧基丁腈橡胶6、聚酰胺4、聚氨酯12、聚丙烯纤维5、丁基橡胶7、氯丁橡胶8、甲基丙烯酸甲酯7。
其中，增韧剂制取步骤如下：
将硅橡胶、羧基丁腈橡胶、聚丙烯纤维、丁基橡胶、氯丁橡胶加热混合，加热温度为170℃，混合完成后制成复合橡胶，待复合橡胶冷却至120℃时依次加入聚酰胺、聚氨酯和甲基丙烯酸甲酯再次混合，混合完成后冷却制成增韧剂。
实施例四
本发明还提供一种技术方案：基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，包括以下步骤：
步骤一、将甘油和蒸馏水均匀混合作为增塑剂，并将增塑剂等分成两部分；
步骤二、在搅拌机中加热树脂，树脂为聚乙烯咔唑，再分批加入步骤一所得增塑剂，搅拌机持续搅拌直至树脂将增塑剂充分吸收，形成混合物A；
步骤三、向步骤一所得另半份增塑剂中加入偶联剂、助剂、复合抗氧剂和增韧剂，制成混合液体，用于对淀粉进行疏水性处理；
步骤四、分批向搅拌机中的淀粉中加入步骤三所得混合液体，搅拌机持续搅拌直至淀粉将混合液体充分吸收，形成混合物B；
步骤五、将混合物A与混合物B一起放入搅拌机中混合，并加入辅料，搅拌机持续加热搅拌直至混合物A与混合物B搅拌均匀，形成混合物C；
步骤六、将混合物C放入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出线条放入水中冷却，吹风机吹干切粒，制得颗粒成品。
步骤七、对步骤六所得颗粒随机抽样进行功能性检测。
其中，甘油、蒸馏水、树脂和淀粉由以下重量份的原料制成：
甘油20、蒸馏水35、树脂100、淀粉20。
其中，步骤二中搅拌机加热温度为190℃，步骤五中搅拌机加热温度为200℃，步骤二中增塑剂分三次添加，增塑剂添加百分比依次为25％、33％和42％，步骤四中混合液体分四次添加，混合液体添加百分比依次为15％、20％、30％和35％。
其中，辅料由以下重量份的原料制成：
聚乳酸10、硬脂酸钙10、滑石粉40、聚乙烯蜡6、玻璃纤维10、碳酸钙32；聚乙烯蜡因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。正常生产中，这部分蜡作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。
其中，功能性检测包括降解性能检测、静电检测、红外线照射检测、土壤改良检测和耐有机溶剂性检测。
降解性能检测依据GB/T19277标准检测方法，即将试样材料与堆肥接种物混合后放入堆肥化容器中，在一定的氧气，温度(58±2℃)，湿度(50-55％)的条件下进行充分的堆肥化，测定材料降解45天后CO2的最终释放量(可延长至6个月)，用实际的CO2释放量与其理论最大放出量的比值来表示材料的生物降解率。检测参照物为粒径小于20μm的纤维素，只有当参照物45天后降解率大于70％时该试验有效。
静电检测的环境温度为25℃，相对湿度为50％，利用电阻测试仪ZC29B进行测试，正常范围数值为1×106Ω～1×109Ω。
红外线照射检测，对产品颗粒分别进行红外线和紫外线照射各5小时，观察老化程度，以实施例五中产品颗粒照射紫外线24h老化程度为100％基准。
土壤改良检测，将产品颗粒与土壤按照1:50的配比进行均匀混合，向土壤中浇入500ml水，检测1分钟中从土壤底部流出的水容量。
耐有机溶剂性检测，将产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时，检测产品颗粒表面腐蚀程度，以实施例五中产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时的腐蚀程度为100％。
其中，助剂由以下重量份的原料制成：
聚乙二醇10、葡萄糖12、聚丙二醇18、乙二醇5、明胶15、柠檬酸15。
其中，助剂制取步骤如下：
将明胶、葡萄糖和聚乙二醇充分混合制得Q中间物，聚丙二醇与乙二醇加热混合制得W中间物，加热温度为30℃-35℃，W中间物静置冷却后再与Q中间物与柠檬酸充分混合制成助剂。
其中，复合抗氧剂由以下重量份的原料制成：
四季戊四醇酯5、双二苯胺10、三亚磷酸酯15、对甲苯酚5、氨基吡唑12、羟基二苯甲酮10、螺环乙二醇8。
其中，复合抗氧剂制取步骤如下：
四季戊四醇酯、双二苯胺与三亚磷酸酯混合制成中间物E，再依次将对甲苯酚、羟基二苯甲酮、螺环乙二醇和氨基吡唑加入中间物E中搅拌，制成复合抗氧剂。
其中，增韧剂由以下重量份的原料制成：
硅橡胶5、羧基丁腈橡胶5、聚酰胺2、聚氨酯10、聚丙烯纤维3、丁基橡胶5、氯丁橡胶6、甲基丙烯酸甲酯5。
其中，增韧剂制取步骤如下：
将硅橡胶、羧基丁腈橡胶、聚丙烯纤维、丁基橡胶、氯丁橡胶加热混合，加热温度为170℃，混合完成后制成复合橡胶，待复合橡胶冷却至120℃时依次加入聚酰胺、聚氨酯和甲基丙烯酸甲酯再次混合，混合完成后冷却制成增韧剂。
实施例五
如图2所示，本发明还提供一种对照实施方案：一种改性纳米母粒生产工艺流程，包括以下步骤：
步骤一、组合原料、颜料、功能助剂混为一体进行调色配方，倒入高混机或粘合机密封混合搅拌，搅拌过程中会产生粉尘；
步骤二、混合均匀后放出物料送入双螺杆储料桶里，实行自动或强制喂料机喂入双螺杆里，通过电加热把物料熔化；
步骤三、挤出线条放入水中冷却，再用吹风机吹干，最后切粒，形成颗粒成品，物料挤出时会产生粉尘和挥发性有机物；粉尘和挥发性有机物可以造成灰尘污染；
步骤四、对步骤三所得颗粒随机抽样进行功能性检测。
其中，功能性检测包括降解性能检测、静电检测、红外线照射检测、土壤改良检测和耐有机溶剂性检测。
降解性能检测依据GB/T19277标准检测方法，即将试样材料与堆肥接种物混合后放入堆肥化容器中，在一定的氧气，温度(58±2℃)，湿度(50-55％)的条件下进行充分的堆肥化，测定材料降解45天后CO2的最终释放量(可延长至6个月)，用实际的CO2释放量与其理论最大放出量的比值来表示材料的生物降解率。检测参照物为粒径小于20μm的纤维素，只有当参照物45天后降解率大于70％时该试验有效。
静电检测的环境温度为25℃，相对湿度为50％，利用电阻测试仪ZC29B进行测试，正常范围数值为1×106Ω～1×109Ω。
红外线照射检测，对产品颗粒分别进行红外线和紫外线照射各5小时，观察老化程度，以步骤三所得产品颗粒照射紫外线24h老化程度为100％基准。
土壤改良检测，将产品颗粒与土壤按照1:50的配比进行均匀混合，向土壤中浇入500ml水，检测1分钟中从土壤底部流出的水容量。
耐有机溶剂性检测，将产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时，检测产品颗粒表面腐蚀程度，以步骤三所得产品颗粒放入有机溶剂中浸泡2小时的腐蚀程度为100％。
上述实施例1-5所得功能性检测数据，归纳后如下表格：
Figure BDA0002387436300000191
综上所述，通过上述实施例1-5所得检测结果，实施例1为最优实施例，实施例1相比较对照组实施例5，具有优异的微生物分解性能，静电效应较弱，可以减少粉尘和挥发性有机物污染，抗红外线与紫外线性能强，有优越的耐候性，透明性降低少，本身可作为土壤的改良剂，其粘结性可使上壤形成团粒结构，增加上壤的通气性，透水和保湿性，同时，材料的气体阻隔性好、强韧性、耐有机溶剂性，可以满足不同行业的生产需求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将甘油和蒸馏水均匀混合作为增塑剂，并将所述增塑剂等分成两部分；
步骤二、在搅拌机中加热树脂，树脂为聚乙烯咔唑，再分批加入步骤一所得增塑剂，搅拌机持续搅拌直至树脂将增塑剂充分吸收，形成混合物A；
步骤三、向步骤一所得另半份增塑剂中加入偶联剂、助剂、复合抗氧剂和增韧剂，制成混合液体，用于对淀粉进行疏水性处理；
步骤四、分批向搅拌机中的淀粉中加入步骤三所得混合液体，搅拌机持续搅拌直至淀粉将混合液体充分吸收，形成混合物B；
步骤五、将混合物A与混合物B一起放入搅拌机中混合，并加入辅料，搅拌机持续加热搅拌直至混合物A与混合物B搅拌均匀，形成混合物C；
步骤六、将混合物C放入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出线条放入水中冷却，吹风机吹干切粒，制得颗粒成品；
步骤七、对步骤六所得颗粒随机抽样进行功能性检测。
2.根据权利要求1所述的基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于，所述甘油、蒸馏水、树脂和淀粉由以下重量份的原料制成：
甘油20-30、蒸馏水35-40、树脂100-120、淀粉20-25。
3.根据权利要求1所述的基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于，步骤二中所述搅拌机加热温度为190℃，步骤五中所述搅拌机加热温度为200℃，步骤二中所述增塑剂分三次添加，所述增塑剂添加百分比依次为25％、33％和42％，步骤四中所述混合液体分四次添加，所述混合液体添加百分比依次为15％、20％、30％和35％。
4.根据权利要求1所述的基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于，所述辅料由以下重量份的原料制成：
聚乳酸10-20、硬脂酸钙10-15、滑石粉40-50、聚乙烯蜡6-10、玻璃纤维10-15、碳酸钙30-45。
5.根据权利要求1所述的基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于，所述功能性检测包括降解性能检测、静电检测、红外线照射检测、土壤改良检测和耐有机溶剂性检测。
6.根据权利要求1所述的基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于，所述助剂由以下重量份的原料制成：
聚乙二醇10-20、葡萄糖12-15、聚丙二醇18-23、乙二醇5-8、明胶15-25、柠檬酸15-20。
7.根据权利要求6所述的基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于，所述助剂制取步骤如下：
将明胶、葡萄糖和聚乙二醇充分混合制得Q中间物，聚丙二醇与乙二醇加热混合制得W中间物，加热温度为30℃-35℃，W中间物静置冷却后再与Q中间物与柠檬酸充分混合制成助剂。
8.根据权利要求1所述的基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于，所述复合抗氧剂由以下重量份的原料制成：
四季戊四醇酯5-10、双二苯胺10-15、三亚磷酸酯15-20、对甲苯酚5-12、氨基吡唑12-15、羟基二苯甲酮10-18、螺环乙二醇8-15。
9.根据权利要求8所述的基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于，所述复合抗氧剂制取步骤如下：
四季戊四醇酯、双二苯胺与三亚磷酸酯混合制成中间物E，再依次将对甲苯酚、羟基二苯甲酮、螺环乙二醇和氨基吡唑加入中间物E中搅拌，制成复合抗氧剂。
10.根据权利要求1所述的基于PVA与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法，其特征在于，所述增韧剂由以下重量份的原料制成：
硅橡胶5-10、羧基丁腈橡胶5-8、聚酰胺2-5、聚氨酯10-15、聚丙烯纤维3-8、丁基橡胶5-10、氯丁橡胶6-12、甲基丙烯酸甲酯5-8；
所述增韧剂制取步骤如下：
将硅橡胶、羧基丁腈橡胶、聚丙烯纤维、丁基橡胶、氯丁橡胶加热混合，加热温度为170℃，混合完成后制成复合橡胶，待所述复合橡胶冷却至120℃时依次加入聚酰胺、聚氨酯和甲基丙烯酸甲酯再次混合，混合完成后冷却制成增韧剂。
CN202010102806.7A 2020-02-19 2020-02-19 基于pva与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法 Withdrawn CN111286140A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010102806.7A CN111286140A (zh) 2020-02-19 2020-02-19 基于pva与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010102806.7A CN111286140A (zh) 2020-02-19 2020-02-19 基于pva与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111286140A true CN111286140A (zh) 2020-06-16

Family

ID=71023156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010102806.7A Withdrawn CN111286140A (zh) 2020-02-19 2020-02-19 基于pva与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111286140A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2586821B1 (en) Degradable starch-based plastic masterbatch and preparation method thereof
DE69125965T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines bioabbaubaren, formbaren Materials
CN110408180B (zh) 一种木质素-淀粉组合母粒复合的生物降解聚酯材料及其制备方法
CN110734633A (zh) 一种改性淀粉基可生物降解塑料及其制备方法
CN106479132B (zh) 一种塑料薄膜降解母粒及其制备方法与应用
CN106432814B (zh) 一种淀粉/聚乙烯醇复合材料及其制备方法
CN101948598A (zh) 一种生物降解薄膜的制备方法
CN115584109A (zh) 一种复合材料及其制备方法和应用、一种降解地膜
EP0577562B1 (en) Biodegradable plastic materials, method of producing them, and their use
CN106589539A (zh) 一种生物降解添加剂及添加了该添加剂的塑料制品
CN113461930B (zh) 一种酸酐及环氧类高分子扩链增粘剂及其制备方法和应用
CN111944226A (zh) 一种光降解塑料包装袋环保材料及其制备方法
CN116178921B (zh) 一种降解pp、pe的降解助剂
CN112063152A (zh) 一种耐热性好的可降解塑料及其制备方法
CN108395583A (zh) 一种可降解淀粉基生鲜食品包装片材原料及其制作方法
CN112812518A (zh) 一种热塑性生物降解塑料及其制备方法
CN111286140A (zh) 基于pva与淀粉共混制备完全生物降解材料的方法
CN111363206A (zh) 一种用于薄膜的全降解生物基材料及其制备方法
CN102115549A (zh) 可生物降解的含淀粉的高分子组合物及其制备
CN114854215B (zh) 一种生物降解农用地膜改性材料及其制备方法
CN107619529A (zh) 一种生物基全降解塑料、其制备方法和应用
CN111286164B (zh) 一种生物降解塑料及其制备方法
CN102618189B (zh) 新型高分子固体缓释胶水
CN114702793A (zh) 一种全生物降解改性材料及其制备方法
WO2018099222A1 (zh) 一种生物降解添加剂及含有该添加剂的聚乙烯薄膜材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200616