CN113480837A - 一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发泡材料技术领域，具体涉及一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料及其制备方法。该可生物降解的果蔬用网套发泡材料按质量份数计，包括如下原料组分：可生物降解聚合物80～90份，扩链剂0.5～2份，纳米改性剂1～10份，物理发泡剂3～10份，润滑剂0.1～1份，抗菌剂1～3份。本发明所制备的可生物降解的果蔬用网套发泡材料的发泡倍率为1～20倍，不仅具有优异的韧性和弹性，还具有良好的生物降解性能和抗菌性能，能够有效解决传统果蔬网套存在的因其不可生物降解而导致环境污染的技术问题。

Description

一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，具体涉及一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子商务的快速发展，通过电商渠道进行农产品销售的方式日益普遍。果蔬采摘后在长途运输过程中非常容易挤压磕碰而损坏，每年我国果蔬采摘后在运输过程中的损失约占总产量的25％～45％，所以如何在运输过程中对果蔬进行保护显得尤为重要。现在市面上主要采用塑料发泡网套来对果蔬进行保护，改善果蔬在运输中的碰撞和挤压等机械破损情况。塑料发泡网套的优点包括：(1)具有良好的弹性和柔软度，可以起到有效地缓冲减震作用，从而避免果蔬在储运过程中因碰撞和挤压造成破损；(2)重量轻，成本低，便于运输，减少了运输成本；(3)可以根据实际需要通过添加色料来改变塑料发泡网套的颜色，有利于与果蔬形成羡慕明显颜色对比，提高美观效果，吸引消费者购买。

目前常规的果蔬用塑料发泡网套主要是通过聚乙烯发泡制得，而聚乙烯在自然环境中很难降解，并且果蔬网套是一次性用品，回收重复使用难度大，废弃物会对环境造成严重污染，给环境保护工作增加负担。所以需要开发一种可生物降解的果蔬网套来代替常规的不可降解果蔬网套，来缓解目前严重的“白色污染”问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料及其制备方法。本发明所提供的可生物降解的果蔬用网套发泡材料不仅具有优异的韧性和弹性，还具有良好的生物降解性能和抗菌性能，能够有效解决传统果蔬网套存在的因其不可生物降解而导致环境污染的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料，按质量份数计，包括如下原料组分：

可生物降解聚合物：80～90份

扩链剂：0.5～2份

纳米改性剂：1～10份

物理发泡剂：3～10份

润滑剂：0.1～1份

抗菌剂：1～3份

在某些实施方式中，所述可生物降解聚合物包括PLA、PBAT、PBS和PHA中的任意一种或多种。

在某些实施方式中，所述扩链剂包括环氧基扩链剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的任意一种。

在某些实施方式中，所述纳米改性剂包括纳米二氧化硅、有机插层蒙脱土、纳米碳酸钙中的任意一种。

在某些实施方式中，所述物理发泡剂包括氮气、二氧化碳和脂肪族烃类中的任意一种。

在某些实施方式中，所述润滑剂包括硬脂酸锌、芥酸酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的任意一种。

在某些实施方式中，所述抗菌剂包括金属离子型抗菌剂和氧化物光催化型抗菌剂中的至少一种。

在某些实施方式中，所述果蔬用网套发泡材料的发泡倍率为1～20倍。

本发明还提供了一种制备上述可生物降解的果蔬用网套发泡材料的方法，包括如下步骤：

S1，按一定质量比分别称取可生物降解聚合物、扩链剂、纳米改性剂、润滑剂和抗菌剂，将各原料组分一起在混合机中混合均匀，通过双螺杆挤出机进行共混挤出切粒，得到改性粒子；

S2，将步骤S1制备的改性粒子，加入网套发泡设备的喂料口中，同时在双螺杆挤出机的压缩段注入物理发泡剂，通过模口发泡定型，即得所述可生物降解的果蔬用网套发泡材料。

与传统不可生物降解的果蔬网套相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的果蔬用网套发泡材料具有良好的韧性、弹性以及生物降解性能和抗菌性能，制备方法简单，操作方便，生产成本低，所制备的果蔬用网套发泡材料可广泛应用于水果、蔬菜等在运输储存过程中容易磕碰损坏的产品。本发明采用可生物降解聚合物为原料，所制备的果蔬用网套发泡材料在自然界微生物作用下便可进行降解，最终转化为二氧化碳、水以及其他对环境无害的小分子物质，生物降解性能优异，避免了对环境造成污染。本发明加入刚性无机纳米粒子做改性剂，在受外力作用时，纳米粒子在树脂基体中产生应力集中效应，同时基体树脂产生屈服和塑性形变，吸收外部作用力，改善果蔬用网套发泡材料的韧性和力学强度，有利于提高运输过程中对于果蔬的减震保护作用。本发明通过加入抗菌剂，赋予果蔬用网套发泡材料良好的抗菌效果，在果蔬运输和存储过程中，可以有效防止果蔬被微生物侵扰。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，应当理解，以下所述的实施例，仅是本发明的较佳实施例，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及有益效果，仅用于说明和解释本发明，并非用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供的可生物降解的果蔬用网套发泡材料的各组分原料及重量份数为：

72份PLA、8份PBAT、1份环氧基扩链剂XY-4370、10份有机插层蒙脱土、1份乙撑双硬脂酰胺、2份银离子抗菌剂、6份物理发泡剂丁烷。

本实施例制备上述可生物降解的果蔬用网套发泡材料，包括如下步骤：

S1，按上述质量份数分别称取PLA、PBAT、环氧基扩链剂XY-4370、有机插层蒙脱土、乙撑双硬脂酰胺和银离子抗菌剂，将各原料组分一起投入混合机中混合均匀，再通过双螺杆挤出机进行共混挤出切粒，得到改性粒子；

S2，将步骤S1制备的改性粒子，加入网套发泡设备的喂料口中，同时在双螺杆挤出机的压缩段注入物理发泡剂丁烷，通过模口发泡定型，即制得所述可生物降解的果蔬用网套发泡材料。

根据发泡材料的成品较原料颗粒的体积增大倍数确定材料的发泡倍率，本实施例制备的果蔬用网套发泡材料的发泡倍率为15倍。

实施例2

本实施例提供的可生物降解的果蔬用网套发泡材料的各组分原料及重量份数为：

63份PLA、27份PBS、0.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、5份纳米二氧化硅、1份芥酸酰胺、1.5份氧化锌、2份物理发泡剂氮气。

本实施例制备上述可生物降解的果蔬用网套发泡材料，包括如下步骤：

S1，按上述质量份数分别称取PLA、PBS、甲基丙烯酸缩水甘油酯、纳米二氧化硅、芥酸酰胺和氧化锌，将各原料组分一起投入混合机中混合均匀，再通过双螺杆挤出机进行共混挤出切粒，得到改性粒子；

S2，将步骤S1制备的改性粒子，加入网套发泡设备的喂料口中，同时在双螺杆挤出机的压缩段注入物理发泡剂氮气，通过模口发泡定型，即制得所述可生物降解的果蔬用网套发泡材料。

根据发泡材料的成品较原料颗粒的体积增大倍数确定材料的发泡倍率，本实施例制备的果蔬用网套发泡材料的发泡倍率为3倍。

实施例3

本实施例提供的可生物降解的果蔬用网套发泡材料的各组分原料及重量份数为：

64份PLA、16份PHA、1份乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、10份纳米碳酸钙、1份硬脂酸锌、3份银离子抗菌剂、5份物理发泡剂二氧化碳。

本实施例制备上述可生物降解的果蔬用网套发泡材料，包括如下步骤：

S1，按上述质量份数分别称取PLA、PHA、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、纳米碳酸钙、硬脂酸锌和银离子抗菌剂，将各原料组分一起投入混合机中混合均匀，再通过双螺杆挤出机进行共混挤出切粒，得到改性粒子；

S2，将步骤S1制备的改性粒子，加入网套发泡设备的喂料口中，同时在双螺杆挤出机的压缩段注入物理发泡剂二氧化碳，通过模口发泡定型，即制得所述可生物降解的果蔬用网套发泡材料。

根据发泡材料的成品较原料颗粒的体积增大倍数确定材料的发泡倍率，本实施例制备的果蔬用网套发泡材料的发泡倍率为7倍。

实施例4

本实施例提供的可生物降解的果蔬用网套发泡材料的各组分原料及重量份数为：

86份PLA、1.9份甲基丙烯酸缩水甘油酯、1份纳米二氧化硅、0.1份硬脂酸锌、1份纳米二氧化钛银抗菌剂、10份物理发泡剂二氧化碳。

本实施例制备上述可生物降解的果蔬用网套发泡材料，包括如下步骤：

S1，按上述质量份数分别称取PLA、甲基丙烯酸缩水甘油酯、纳米二氧化硅、硬脂酸锌和纳米二氧化钛银抗菌剂，将各原料组分一起投入混合机中混合均匀，再通过双螺杆挤出机进行共混挤出切粒，得到改性粒子；

S2，将步骤S1制备的改性粒子，加入网套发泡设备的喂料口中，同时在双螺杆挤出机的压缩段注入物理发泡剂二氧化碳，通过模口发泡定型，即制得所述可生物降解的果蔬用网套发泡材料。

根据发泡材料的成品较原料颗粒的体积增大倍数确定材料的发泡倍率，本实施例制备的果蔬用网套发泡材料的发泡倍率为10倍。

本发明实施例1～4所提供的可生物降解的果蔬用网套发泡材料的制备方法简单方便，制造成本低，适合批量生产，所提供的果蔬用网套发泡材料的力学性能优异，具有良好的回弹性，同时生物降解性能优异，适用于果蔬运输储存，能够起到很好的减震保护作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料，其特征在于，按质量份数计，包括如下原料组分：

可生物降解聚合物：80～90份；

扩链剂：0.5～2份；

纳米改性剂：1～10份；

物理发泡剂：3～10份；

润滑剂：0.1～1份；

抗菌剂：1～3份。

2.根据权利要求1所述的一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料，其特征在于，所述可生物降解聚合物包括PLA、PBAT、PBS和PHA中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料，其特征在于，所述扩链剂包括环氧基扩链剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料，其特征在于，所述纳米改性剂包括纳米二氧化硅、有机插层蒙脱土、纳米碳酸钙中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料，其特征在于，所述物理发泡剂包括氮气、二氧化碳和脂肪族烃类中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料，其特征在于，所述润滑剂包括硬脂酸锌、芥酸酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料，其特征在于，所述抗菌剂包括金属离子型抗菌剂和氧化物光催化型抗菌剂中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种可生物降解的果蔬用网套发泡材料，其特征在于，所述果蔬用网套发泡材料的发泡倍率为1～20倍。

9.一种如权利要求1～8任意一项所述的可生物降解的果蔬用网套发泡材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，按一定质量比分别称取可生物降解聚合物、扩链剂、纳米改性剂、润滑剂和抗菌剂，将各原料组分一起在混合机中混合均匀，通过双螺杆挤出机进行共混挤出切粒，得到改性粒子；

S2，将步骤S1制备的改性粒子，加入网套发泡设备的喂料口中，同时在双螺杆挤出机的压缩段注入物理发泡剂，通过模口发泡定型，即得所述可生物降解的果蔬用网套发泡材料。