CN112194909A - 生物基可降解材料及其制备方法和应用 - Google Patents

生物基可降解材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112194909A
CN112194909A CN202010979667.6A CN202010979667A CN112194909A CN 112194909 A CN112194909 A CN 112194909A CN 202010979667 A CN202010979667 A CN 202010979667A CN 112194909 A CN112194909 A CN 112194909A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bio
degradable material
degradable
parts
filter residue
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.)
Pending
Application number
CN202010979667.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李金兵
赵宜泰
赵家彦
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.)
KUNSHAN MAJI ELECTRONICS Co.,Ltd.
Original Assignee
Kunshan Bobi Environmental Protection 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 Kunshan Bobi Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Kunshan Bobi Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202010979667.6A priority Critical patent/CN112194909A/zh
Publication of CN112194909A publication Critical patent/CN112194909A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L99/00—Compositions of natural macromolecular compounds or of derivatives thereof not provided for in groups C08L89/00 - C08L97/00
    • 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
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three 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)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及材料领域，特别是涉及一种生物基可降解材料及其制备方法和应用，包括以下质量份数的组分：生物基材料30～50份；增强型可降解材料21～30份；增韧型可降解材料26份～41份；且生物基材料的目数为300～650目。本发明在保证最终获得的生物基可降解材料性能的情况下，提高了其对生物基的容纳性，实现了对废弃生物基材料的妥善处理和高效利用，从而降低了可降解材料的生产成本，使得可降解材料具备大面积推广使用的可能性。且通过对生物基材料、增强型可降解材料以及增韧型可降解材料的的选择和合理配比，可以实现不同力学性能生物基可降解材料的生产，满足了对于强度、柔韧性、延展率等不同物理性能材料的侧重需求。

Description

生物基可降解材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及可降解材料领域，特别是涉及一种生物基可降解材料及其制备方法和应用。
背景技术
常见的高分子材料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨酯(PUR)等都具有难降解这一问题。对这些难降解的材料，如果采取焚烧处理方式，会产生有害烟尘和有毒气体；如果采取垃圾填埋处理，则由于材料自身的不透气性，会影响到土壤内部热的传递和微生物的生长，从而改变土壤的特质，经过长时间的累积，还会影响到农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；此外，还会造成动物误食，难以消化，最终导致动物肌体损伤和死亡。因此，人们致力于开发可降解材料来取代这些难降解的材料在日常生活中的应用。然而，目前开发的大多数可降解材料合成成本过高，让消费者望而却步，难以被大面积推广应用。
茶叶渣、酒糟或咖啡渣等废弃生物基材料每天都在被大量产生，如何妥善处理这些废弃生物基材料是废弃物处理领域的一大难题。目前，人们尝试将废弃生物基材料粉碎发酵做成基质或生物有机肥、就地粉碎并覆盖再利用、制作食用菌菌棒、生产制成生物质能源等，但现有的废弃物堆肥技术生产有机肥用量大、肥效慢，价值不高，生产企业效益不理想。因此，人们也尝试将废弃生物基材料运用到可降解材料的合成中，以降低可降解材料的合成成本，但现有的生物基可降解材料为保证材料性能，对生物基的容纳性并不高，因此对整体生产成本的降低程度有限。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提高生物基容纳性的生物基可降解材料及其制备方法和应用。
本发明的一个方面，提供了一种生物基可降解材料，按质量份计，其包括以下各组分：
生物基材料 30～50份；
增强型可降解材料 21～30份；
增韧型可降解材料 26～41份；
且所述生物基材料的目数为300～650目。
在其中一个实施例中，所述生物基材料由茶叶渣、酒糟及咖啡渣中的至少一种经处理得到。
在其中一个实施例中，所述生物基材料由以下步骤处理得到：
S1.将茶叶渣、酒糟及咖啡渣中的至少一种加入pH为7.5～12.5的溶液中，加热煮沸并保持预设时间后，过滤得到第一滤渣；
S2.将所述第一滤渣用水清洗，过滤得到第二滤渣；
S3.将所述第二滤渣用漂白剂浸泡，形成混合液，并将所述混合液加热至60～80℃，保持预设时间后，过滤得到第三滤渣；
S4.向所述第三滤渣中加入水，搅拌得到混合物，将所述混合物以100g/min～200g/min的流速注入研磨装置中进行研磨，得到物料；
S5.将S4中所述物料进行干燥，得到所述300～650目的生物基材料。
在其中一个实施例中，S1中所述pH为7.0～12.5的溶液质量分数为7％～12％；和/或
S3中所述漂白剂质量分数为0.5％～1％；和/或
S4中所述研磨装置为石盘磨，所属研磨装置间隙为10μm～50μm，所述研磨装置转速为600rpm～2000rpm。
在其中一个实施例中，所述增强型可降解材料为聚乳酸和/或聚乙醇酸。
在其中一个实施例中，所述增韧型可降解材料为聚羟基脂肪酸酯类化合物、聚己内酯及聚乙烯醇中的至少一种。
在其中一个实施例中，还包括1～2份的相容剂。
在其中一个实施例中，所述相容剂为马来酸酐和/或过氧化二苯甲酰。
在其中一个实施例中，还包括0.5～1份的抗氧化剂。
在其中一个实施例中，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂164、抗氧化剂264、抗氧化剂CA及抗氧化剂DLTP中的至少一种。
在其中一个实施例中，还包括0.5～1份的滑石粉。
在其中一个实施例中，所述滑石粉的目数为1000～4000目。
本发明通过选择300～650目范围内的生物基材料，在保证最终得到的生物基可降解材料性能的情况下，提升了生物基可降解材料对生物基材料的容纳性，实现了对废弃生物基材料的妥善处理和高效利用，从而降低了可降解材料的生产成本，使得可降解材料具备大面积推广使用的可能性。且通过对生物基材料、增强型可降解材料以及增韧型可降解材料的选择和合理配比，可以实现不同力学性能生物基可降解材料的生产，满足了对于强度、柔韧性、延展率等不同物理性能材料的侧重需求。
本发明的另一方面，提供了一种前述生物基可降解材料的制备方法：按照前述生物基可降解材料中预设的质量份数备料；将准备好的原料混合均匀后，于60℃～80℃下烘干3～6小时，然后挤出、风冷、切粒。
本发明所述的生物基可降解材料可用于合成可降解塑料的过程中。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种生物基可降解材料，按质量份计，包括以下各组分：
Figure BDA0002687075640000041
优选地，在一个具体示例中，按质量份计，包括以下各组分：
Figure BDA0002687075640000042
Figure BDA0002687075640000051
进一步优选地，在一个具体示例中，按质量份计，包括以下各组分：
Figure BDA0002687075640000052
在一个具体示例中，生物基材料由茶叶渣、酒糟或咖啡渣经处理得到，其含水量低于10％，可选地，例如可以是1％～8％，又如可以是2％、4％、6％。
在一个具体示例中，生物基材料由以下步骤处理得到：
步骤S1.将茶叶渣、酒糟及咖啡渣中的至少一种加入pH为7.5～12.5的溶液中，加热煮沸并保持20～60分钟后，过滤得到第一滤渣；
步骤S2.将第一滤渣用水清洗，过滤得到第二滤渣；
步骤S3.将第二滤渣用漂白剂浸泡，形成混合液，并将混合液加热至60～80℃，保持30～60分钟后，过滤得到第三滤渣；
步骤S4.向第三滤渣中加入水，搅拌得到混合物，将混合物以100g/min～200g/min的流速注入研磨装置中进行研磨，得到物料；
步骤S5.将S4中物料进行干燥，得到300～650目的生物基材料。
在一个具体示例中，步骤S1中溶液为碳酸氢钠、硅酸钠或氢氧化钠，且溶液质量分数为7％～12％，可选地，例如可以是8％～10％，又如可以是8.5％、9％或9.5％；步骤S3中漂白剂为过氧化氢溶液、二氧化氯溶液或过碳酸钠，且溶液质量分数为0.5％～1％，可选地，例如可以是0.6％、0.7％、0.8％或0.9％；步骤S4中研磨装置为石盘磨，其间隙为10μm～50μm，可选地，例如可以是15μm～45μm，又如可以是20μm、25μm、30μm、35μm或40μm；研磨转速为600rpm～2000rpm，可选地，例如可以是650rpm～1800rpm，又如还可以是700rpm、800rpm、900rpm、1000rpm、1200rpm、1400rpm或1600rpm。
在一个具体示例中，步骤S4的水中还包括质量百分比为0.5％～2％的生物基抑菌防霉剂。生物基抑菌防霉剂包括以下组分：月桂酸单甘油酯，山梨酸，脱氢乙酸钠，乙醇和蒸馏水。加入生物基抑菌防霉剂后，可以有效抑制废弃生物基材料在收回和使用过程中出现的生菌发霉现象，室温环境下，可以有效延长生物基可降解材料3～5倍的保存时间。
废弃生物基材料制备成产品后，容易发生气味和颜色的转移，影响产品使用效果。通过步骤S1中的pH 7.5～12.5的溶液加热浸泡，可以去除废弃生物基材料中油溶性、有气味的成分，通过步骤S2中的水洗，可以初步去除材料中焦糖等水溶性的色素，使其颜色变浅，然后经过步骤S3中漂白剂的进一步处理，去除剩余的颜色。这些前处理步骤使得最终制备得到的生物基可降解材料在使用过程中不会发生气味和颜色的转移，使用体验更佳，应用范围更广。
此外，步骤S4中以一定流速将步骤S3中所得的混合物注入研磨装置，并限定了研磨装置的间隙和研磨转速，使得最终获得的生物基材料的目数控制在300～650目这样一个合理的范围内，且粒径分布均匀，从而在保证了最终得到的生物基可降解材料性能的同时，实现生物基材料在体系中容纳性的提升，解决了废弃生物基材料的处理问题，降低了可降解材料的生产成本，使生物基可降解材料具有被大规模推广应用的可能性。
在一个具体示例中，增强型可降解材料为聚乳酸和/或聚乙醇酸。增强型可降解材料的使用可以提高最终制得的生物基可降解材料的强度。
在一个具体示例中，增韧型可降解材料为聚羟基脂肪酸酯类化合物、聚己内酯及聚乙烯醇中的至少一种。增韧型可降解材料的使用可以提升最终制得的生物基可降解材料的韧性和延展率。
在一个具体示例中，还包括1～2份的相容剂，可选地，相容剂为马来酸酐、过氧化二苯甲酰或二者的混合物。相容剂的使用使得本发明中各组分不易发生相分离，得以更好的结合。
在一个具体示例中，还包括0.5～1份的抗氧化剂，抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂164、抗氧化剂264、抗氧化剂CA或抗氧化剂DLTP。
在一个具体示例中，还包括质量百分比0.5％～1％的滑石粉，滑石粉的目数为1000～4000目，可选地，例如可以是1200～3500目，又如还可以是1500目、2000目、2500目、3000目或3500目。滑石粉的使用可以一定程度上增加生物基可降解材料的硬度和强度，使其具备更优异的物理性能。
通过对酒糟、咖啡渣、茶叶渣等废弃生物基材料的脱油脂、脱焦糖等前处理，可以提升其在后续的研磨过程中的细度，同时还能去除生物基材料本身的颜色和气味，使得最终得到的生物基可降解材料在使用过程中不会发生颜色和气味的转移，使用效果更好。此外，通过对研磨工艺中加料流速、研磨装置间隙及转速等一系列参数的设置，使得研磨得到的生物基材料粒径分布均匀，并维持在3000～650目这样一个合理的范围内，提升了最终得到的生物基可降解材料对生物基原材料的容纳性，使其在产品中的比例提升，并保证了最终得到的生物基可降解材料的性能，实现了对废弃生物基材料的妥善处理和高效利用，降低了可降解材料的生产成本，一举两得，使得可降解材料具备大面积推广使用的可能性。且通过对生物基材料、增强型可降解材料以及增韧型可降解材料的选择和合理配比，可以实现不同力学性能生物基可降解材料的生产，满足了对于强度、柔韧性、延展率等不同物理性能材料的侧重需求。
本发明的另一方面，提供了一种前述生物基可降解材料的制备方法：
步骤S1.将处理后的300～650目生物基材料、增强型可降解材料、增韧型可降解材料混合均匀后，60～80℃烘烤干燥3～6小时；
步骤S2.步骤S1的物料干燥后，加入相容剂、抗氧化剂、滑石粉，搅拌均匀，得到共混物；
步骤S3.挤出造粒：将步骤S2中的共混物加至挤出造粒机中，并设定1～8区的温度介于160～200℃之间；主机频率设定8～14Hz；将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，即得到前述生物基可降解材料。
以下结合具体实施例和对比例对本发明的生物基可降解材料及其制备方法和应用做进一步详细的说明。可理解，以下实施例所用的仪器和原料较为具体，在其他具体实施例中，可不限于此，例如可以不限于用双螺杆挤出造粒机实现挤出造粒。
实施例1
将回收得到的茶叶渣加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为40微米，转速1200rpm。上述研磨物料经干燥后得到350目。
将40份350目的茶叶渣、25份聚乳酸和33份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：165℃、170℃、170℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
实施例2
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为40微米，转速1200rpm。上述研磨物料经干燥后得到350目。
将45份350目的茶叶渣、23份聚乳酸和30份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：165℃、170℃、170℃、180℃、185℃、185℃、185℃、180℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
实施例3
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为40微米，转速1200rpm。上述研磨物料经干燥后得到350目。
将50份350目的茶叶渣、21份聚乳酸和27份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：165℃、170℃、170℃、180℃、185℃、185℃、185℃、180℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
实施例4
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的硅酸钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡6小时，然后将混合液加热至70℃，45分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为35微米，转速900rpm。上述研磨物料经干燥后得到450目。
将40份450目的茶叶渣、25份聚乳酸和33份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：165℃、170℃、170℃、180℃、185℃、185℃、185℃、180℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
实施例5
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的硅酸钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡6小时，然后将混合液加热至70℃，45分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为30微米，转速1000rpm。上述研磨物料经干燥后得到550目。
将40份550目的茶叶渣、25份聚乳酸和33份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：165℃、170℃、170℃、180℃、185℃、185℃、185℃、180℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
实施例6
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为40微米，转速1200rpm。上述研磨物料经干燥后得到350目。
将40份350目的咖啡渣、25份聚乳酸和33份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：165℃、170℃、170℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
实施例7
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为40微米，转速1200rpm。上述研磨物料经干燥后得到350目。
将50份350目的咖啡渣、21份聚乳酸和37份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：165℃、170℃、170℃、180℃、185℃、185℃、185℃、180℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
实施例8
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为40微米，转速1200rpm。上述研磨物料经干燥后得到350目。
将40份350目的酒糟渣、25份聚乳酸和33份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：165℃、170℃、170℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
实施例9
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为40微米，转速1200rpm。上述研磨物料经干燥后得到350目。
将50份350目的酒糟渣、21份聚乳酸和27份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：165℃、170℃、170℃、180℃、185℃、185℃、185℃、180℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
对比例1
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为40微米，转速1200rpm。上述研磨物料经干燥后得到350目。
将60份350目的茶叶渣、16份聚乳酸和22份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：170℃、180℃、180℃、185℃、185℃、190℃、190℃、190℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
对比例2
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为12微米，转速600rpm。上述研磨物料经干燥后得到800目。
将40份800目的茶叶渣、25份聚乳酸和33份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：170℃、180℃、180℃、185℃、185℃、190℃、190℃、190℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料。
对比例3
将回收得到的植物废弃材料加入到10％的碳酸氢钠溶液中，加热煮沸并保持30分后，过滤得到碱洗滤渣。碱洗滤渣用清水反复清洗三次，并过滤得到滤渣。上述滤渣用1.0％的过氧化氢溶液浸泡5小时，然后将混合液加热至70℃，30分钟后，过滤。在过滤得到的滤渣中加入2倍的清水，持续搅拌。将上述混合物以150g/min的流速注入至石盘磨腔体中进行研磨，设定石盘磨间隙为125微米，转速2000rpm。上述研磨物料经干燥后得到100目。
将40份100目的茶叶渣、25份聚乳酸和33份聚己二酸/苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后，以60℃烘烤干燥4小时。物料干燥后，加入1份马来酸酐、0.5份抗氧化剂1010以及0.5份的2000～3000目滑石粉，搅拌均匀。再将混合好的物料加至双螺杆挤出造粒机中，并设定1～8区的温度分别为：170℃、180℃、180℃、185℃、185℃、190℃、190℃、190℃，主机频率设定12.4Hz。将得到的物料挤出后通过风冷、切粒，得到生物基可降解材料
将上述实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9得到的生物基可降解材料，进行物理性质测试，并且分别注射成型得到试条1、2、3、4、5、6、7、8、9，通过拉力机进行拉伸性能测试，测试标准如下：
密度测试：按照GB/T 1033.1方法进行测试。
熔融值：按照GB/T 3682.2方法进行测试。
硬度测试：按照GB/T 2411方法进行测试。
吸水率测试：按照GB/T 1462方法进行测试。
制备实验试条：将生物基可降解材料共混粒子首先经过80℃干燥2小时；干燥后的粒子通过微型注射机注塑成哑铃型试条，设定筒后温度、筒中温度、筒前温度、射嘴温度介于165℃～210℃。
拉升能力测试：通过拉力机进行拉伸性能测试，设定拉伸速率为50mm/min。
表1物性检测表
Figure BDA0002687075640000151
Figure BDA0002687075640000161
表2拉伸测试结果
实验样品 条件 拉伸强度/Mpa 断裂延展率
试条1 50mm/min 25.5 11.2％
试条2 50mm/min 23.9 10.5％
试条3 50mm/min 22.1 9.1％
试条4 50mm/min 24.1 11.1％
试条5 50mm/min 24.0 9.9％
试条6 50mm/min 26.7 9.7％
试条7 50mm/min 26.1 9.5％
试条8 50mm/min 35.1 9.1％
试条9 50mm/min 27.4 8.2％
当粒子的熔体流动速率(MI)在9～13g/10min范围内时，有利于粒子在注塑过程中管控好注塑件质量。实施例1、2、3中，随着生物基材料含量的增加，粒子的MI降低。对比例1中，生物基材料填充量的大幅度提升使得粒子的MI大大降低；对比例2中，生物基材料粒度的降低也会导致粒子的MI降低到9g/10min以下；而在对比例3中，选用较粗的生物基材料，导致粒子MI偏高，这缩小了粒子的加工范围，使得加工条件难以控制。
分别对比试条1～3、试条6、7以及试条8、9可以发现，生物基材料含量的增加会降低材料的拉升强度和延展率，这说明过多的生物基材料会降低生物基可降解材料的韧性。试条1、4、5拉升测试表现中，所制备的生物基降解材料的拉伸强度良好，且都具备较高的延展率，但随着生物基粒径的降低，材料的拉伸强度会有所降低。分别对比试条1、6、8和试条3、7、9可以发现，不同的生物基材料可以带来不同的生物基可降解材料性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种生物基可降解材料，其特征在于，按质量份数计，包括以下各组分：
生物基材料 30～50份；
增强型可降解材料 21～30份；
增韧型可降解材料 26～41份；
且所述生物基材料的目数为300～650目。
2.根据权利要求1所述的生物基可降解材料，其特征在于，所述生物基材料由茶叶渣、酒糟及咖啡渣中的至少一种经处理得到。
3.根据权利要求2所述的生物基可降解材料，其特征在于，所述生物基材料的制备过程包括以下步骤：
S1.将茶叶渣、酒糟及咖啡渣中的至少一种加入pH为7.5～12.5溶液中，加热煮沸并保持预设时间后，过滤得到第一滤渣；
S2.将所述第一滤渣用水清洗，过滤得到第二滤渣；
S3.将所述第二滤渣用漂白剂浸泡，形成混合液，并将所述混合液加热至60℃～80℃，保持预设时间后，过滤得到第三滤渣；
S4.向所述第三滤渣中加入水搅拌得到混合物，将所述混合物以100g/min～200g/min的流速注入研磨装置中进行研磨，得到物料；
S5.将S4中所述物料进行干燥，得到所述300～650目的生物基材料。
4.根据权利要求3所述的生物基可降解材料，其特征在于，S1中所述pH7.5～12.5的溶液质量分数为7％～12％；和/或
S3中所述漂白剂质量分数为0.5％～1％；和/或
S4中所述研磨装置为石盘磨，所述研磨装置间隙为10μm～50μm，所述研磨装置转速为600rpm～2000rpm。
5.根据权利要求1所述的生物基可降解材料，其特征在于，所述增强型可降解材料为聚乳酸和/或聚乙醇酸。
6.根据权利要求1所述的生物基可降解材料，其特征在于，所述增韧型可降解材料为聚羟基脂肪酸酯类化合物、聚己内酯及聚乙烯醇中的至少一种。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的生物基可降解材料，其特征在于，还包括1～2份的相容剂。
8.根据权利要求7所述的生物基可降解材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐和/或过氧化二苯甲酰。
9.根据权利要求1～6中任一项所述的生物基可降解材料，其特征在于，还包括0.5～1份的抗氧化剂。
10.根据权利要求9所述的生物基可降解材料，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂164、抗氧化剂264、抗氧化剂CA及抗氧化剂DLTP中的至少一种。
11.根据权利要求1～6中任一项所述的生物基可降解材料，其特征在于，还包括0.5～1份的滑石粉。
12.根据权利要求11所述的生物基可降解材料，其特征在于，所述滑石粉的目数为1000～4000目。
13.一种生物基可降解材料的制备方法，其特征在于，由如下工艺制备：
按照如权利要求1～12中任一项所述的生物基可降解材料中预设的质量份数备料；
将准备好的原料混合均匀后，于60℃～80℃下烘干3～6小时，然后挤出、风冷、切粒。
14.根据权利要求1～12中任一项所述的生物基可降解材料在合成可降解塑料中的应用。
CN202010979667.6A 2020-09-17 2020-09-17 生物基可降解材料及其制备方法和应用 Pending CN112194909A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010979667.6A CN112194909A (zh) 2020-09-17 2020-09-17 生物基可降解材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010979667.6A CN112194909A (zh) 2020-09-17 2020-09-17 生物基可降解材料及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112194909A true CN112194909A (zh) 2021-01-08

Family

ID=74015258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010979667.6A Pending CN112194909A (zh) 2020-09-17 2020-09-17 生物基可降解材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112194909A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114479503A (zh) * 2021-12-29 2022-05-13 青海互助青稞酒股份有限公司 一种青稞酒糟生物降解材料及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104212138A (zh) * 2014-09-01 2014-12-17 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 高流动性聚乳酸基木塑注塑复合材料及其制备方法
CN105295408A (zh) * 2015-11-24 2016-02-03 安庆盛华纸质包装有限公司 一种环保型淋膜纸的制备工艺
CN108003645A (zh) * 2017-12-28 2018-05-08 武汉华丽环保科技有限公司 一种全生物降解秸秆注塑塑料及其制备方法
CN110041721A (zh) * 2019-04-04 2019-07-23 邓明星 一种一次性复合环保包装材料
CN110982293A (zh) * 2019-12-17 2020-04-10 中山市绿浪助剂有限公司 一种可降解的环保包装材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104212138A (zh) * 2014-09-01 2014-12-17 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 高流动性聚乳酸基木塑注塑复合材料及其制备方法
CN105295408A (zh) * 2015-11-24 2016-02-03 安庆盛华纸质包装有限公司 一种环保型淋膜纸的制备工艺
CN108003645A (zh) * 2017-12-28 2018-05-08 武汉华丽环保科技有限公司 一种全生物降解秸秆注塑塑料及其制备方法
CN110041721A (zh) * 2019-04-04 2019-07-23 邓明星 一种一次性复合环保包装材料
CN110982293A (zh) * 2019-12-17 2020-04-10 中山市绿浪助剂有限公司 一种可降解的环保包装材料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱安妮: ""秸秆表面处理工艺对WPC性能的影响及其在室内设计中的应用研究"", 《塑料工业》 *
王宜为: ""木粉/PLA复合材料熔融沉积成型工艺及力学性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114479503A (zh) * 2021-12-29 2022-05-13 青海互助青稞酒股份有限公司 一种青稞酒糟生物降解材料及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111165242B (zh) 一种肥料型生物降解地膜及其制备方法
JP4380654B2 (ja) ポリエステル及びその製造方法
JP6517142B2 (ja) 溶融処理された、ヤシ科に属する木の葉鞘に由来するポリマー組成物
CN106366449A (zh) 一种透明饮料吸管及其生产工艺
CN101775200B (zh) 一种橡实果壳/聚乳酸复合材料及其制备方法
KR100934127B1 (ko) 굴 패각을 이용한 비료 및 그 제조방법
CN103044702A (zh) 用植物材料制造发泡塑料的制造方法
CN109485998A (zh) 一种新型可降解的复合塑料及其制备方法
JP5378063B2 (ja) ポリエステル及びその製造方法
KR102129008B1 (ko) 굴 패각을 이용한 플라스틱 조성물 및 이를 포함하는 굴 양식용 인조패각의 제조방법
KR102305683B1 (ko) 발효 왕겨를 포함하고 있는 인조잔디용 충진재
CN112194909A (zh) 生物基可降解材料及其制备方法和应用
JP2010138238A (ja) 熱可塑性樹脂組成物及びその成形品の製造方法
KR102300547B1 (ko) 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법
Gea et al. Cassava starch/bacterial cellulose-based bioplastics with Zanthoxylum acanthopodium
CN111574815A (zh) 一种pha改性的ppc/tps可生物降解树脂及其制备方法
TW202311412A (zh) 抗菌生物質原料粉體、抗菌生物質複合材料、和抗菌生物質複合材料的製備方法
CN109575625A (zh) 一种天然纤塑颗粒及其制备方法
CN107057308A (zh) 一种薄膜材料
CN112608613A (zh) 一种可生物降解的树脂组合物及其制备方法
CN101824212B (zh) 一种聚乳酸可降解材料的制备方法
KR102373549B1 (ko) 커피박을 활용한 친환경 고분자 화합물의 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 친환경 고분자 화합물 및 상기 친환경 고분자 화합물을 포함하는 용기
JP2004083734A (ja) 耐水性に優れた生分解性成形品とその製造方法
CN112280109A (zh) 一种可生物降解塑料及其制备方法
CN107216720A (zh) 废塑料制备环保型功能性清漆

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
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20211014

Address after: 215300 no.1618 Hua'an Road, Huaqiao Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: KUNSHAN MAJI ELECTRONICS Co.,Ltd.

Address before: Room m-01, 2nd floor, building 3, Caizhi Science Park, 609 Yuanchuang Road, Huaqiao Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215300

Applicant before: Kunshan bobi Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210108

RJ01 Rejection of invention patent application after publication