CN113549311A - 一种竹炭增强复合材料及其制备方法和应用、可控降解吸管、多功能壁层吸管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种竹炭增强复合材料及其制备方法和应用、可控降解吸管、多功能壁层吸管，属于吸管技术领域。本发明以可降解塑料作为基体，利用竹炭作为可降解塑料的增强相，起到加速塑料降解、吸附的作用；利用可控降解助剂发挥调控降解速率的作用，所提供的竹炭增强复合材料可快速降解。本发明所用原材料为可降解塑料和竹炭，可循环利用、绿色环保；竹炭具有比表面积高、细密多孔、物理化学结构独特和吸附能力强的特点，可发挥表面吸附和生物膜降解作用，达到清洁分离、净水吸附的目的。
Description
技术领域
本发明涉及吸管技术领域，尤其涉及一种竹炭增强复合材料及其制备方法和应用、可控降解吸管、多功能壁层吸管。
背景技术
吸管一般一次性使用，需求量极大。然而，吸管具有不可再生和不易分解(降解一根吸管需要500年)的特点，被列为“海洋十大垃圾”之一，给环境带来了极大负担。
近年来，一次性塑料吸管的替代品愈来愈多，比如不锈钢吸管、玻璃吸管、麦秸秆吸管、竹质吸管和纸质吸管。然而，不锈钢吸管清洁难，玻璃吸管易碎裂、保存难，麦秸秆吸管口径小，竹质吸管易开裂，纸质吸管易溶解、使用时间短、影响口感且消耗自然资源。因此，亟需一种可快速循环降解的吸管来替代塑料吸管，降低环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种竹炭增强复合材料及其制备方法和应用、可控降解吸管、多功能壁层吸管，所述竹炭增强复合材料制备的吸管可快速降解。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种竹炭增强复合材料，包括以下制备原料：
可降解塑料、竹炭和可控降解助剂；
以所述可降解塑料和竹炭的总质量百分含量为100wt％，所述可降解塑料的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的70～95wt％；
所述竹炭的质量为所述可降解塑料和竹炭的总质量的5～30wt％；
所述可控降解助剂的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的1～20wt％。
优选的，还包括功能性色母粒，所述功能性色母粒的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的1～10wt％。
优选的，所述可降解塑料包括淀粉基塑料，所述淀粉基塑料包括聚羟基脂肪酸酯、聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸戊酯、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、对苯二甲酸丁二酯和聚乳酸中的一种或几种。
优选的，所述可控降解助剂包括淀粉、微晶纤维素和纳米纤维素中的一种或几种。
优选的，所述淀粉包括绿豆淀粉、豌豆淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、荞麦淀粉、马铃薯淀粉和葛根粉中的一种或几种。
本发明提供了上述技术方案所述竹炭增强复合材料在制备吸管中的应用。
本发明提供了一种基于竹炭增强复合材料的可控降解吸管，所述可控降解吸管的制备方法，包括以下步骤：
将包括可降解塑料、竹炭和可控降解助剂的混合物料进行成型，得到可控降解吸管。
优选的，所述混合物料中还包括功能性色母粒。
优选的，所述成型的方式包括拉挤成型、注塑成型、3D打印或挤出缠绕一体化成型；所述拉挤成型所用挤出机的口模温度为145～165℃，一区至三区的温度分别为160±10℃、180±10℃和170±10℃；所述注塑成型的温度为180±10℃；所述3D打印的温度为220±10℃；所述挤出缠绕一体化成型的挤出口模温度为180±10℃，缠绕温度为200±10℃。
本发明提供了一种多功能壁层吸管，包括由内而外依次层叠设置的防护功能层、中间结构层和装饰层；所述中间结构层的材质为上述技术方案所述竹炭增强复合材料；所述防护功能层的材质为微孔发泡竹炭增强复合材料，所述微孔发泡竹炭增强复合材料包括以下质量百分含量的制备原料：竹炭0～30wt％和可降解塑料70～100wt％。
本发明提供了一种竹炭增强复合材料，包括以下制备原料：可降解塑料、竹炭和可控降解助剂；以所述可降解塑料和竹炭的总质量百分含量为100wt％，所述可降解塑料的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的70～95wt％；所述竹炭的质量为所述可降解塑料和竹炭的总质量的5～30wt％；所述可控降解助剂的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的1～20wt％。本发明以可降解塑料作为基体，利用竹炭作为可降解塑料的增强相，起到加速塑料降解，吸附杂质、水体中的颜色和异味的作用；利用可控降解助剂发挥调控降解速率的作用，所提供的竹炭增强复合材料可快速降解。
本发明所用原材料为可降解塑料和竹炭，可循环利用、绿色环保；竹炭具有比表面积高、细密多孔、物理化学结构独特和吸附能力强的特点，可发挥表面吸附和生物膜降解作用，达到清洁分离、吸附可溶性和不溶性杂质、颜色和异味的目的。
本发明提供了基于竹炭增强复合材料的可控降解吸管，通过调控原料比例和成型工艺参数，使得吸管具有可控降解、管壁厚度可控等特点。
本发明提供的竹炭增强复合材料可制成多功能壁层吸管，满足吸管的不同需求。
附图说明
图1为本发明提供的多功能壁层吸管结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种竹炭增强复合材料，包括以下制备原料：
可降解塑料、竹炭和可控降解助剂；
以所述可降解塑料和竹炭的总质量百分含量为100wt％，所述可降解塑料的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的70～95wt％；
所述竹炭的质量为所述可降解塑料和竹炭的总质量的5～30wt％；
所述可控降解助剂的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的1～20wt％。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
以质量百分含量计，本发明提供的竹炭增强复合材料的制备原料包括可降解塑料，以所述可降解塑料和竹炭的总质量百分含量为100wt％，所述可降解塑料的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的70～95wt％，更优选为75～90wt％，进一步优选为80～85wt％。
在本发明中，所述可降解塑料优选包括淀粉基塑料，所述淀粉基塑料优选包括聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基丁酸戊酯(PHBV)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、对苯二甲酸丁二酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)中的一种或几种；当所述可降解塑料为上述中的几种时，本发明对不同种类可降解塑料的配比没有特殊的限定，任意配比均可。
以质量百分含量计，本发明提供的竹炭增强复合材料的制备原料包括竹炭，所述竹炭的质量为所述可降解塑料和竹炭的总质量的5～30wt％，优选为10～25wt％，更优选为15～20wt％。本发明对所述竹炭的规格没有特殊的限定，本领域熟知的市售商品即可。本发明利用竹炭作为可降解塑料的增强相，起到加速塑料降解，吸附杂质、水体中的颜色和异味的作用。
以所述可降解塑料和竹炭的总质量为基准，本发明提供的竹炭增强复合材料的制备原料包括可控降解助剂，所述可控降解助剂的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的1～20wt％，优选为5～15wt％，更优选为8～12wt％。在本发明中，所述可控降解助剂优选包括淀粉、微晶纤维素和纳米纤维素中的一种或几种；当所述可控降解助剂为上述中的几种时，本发明对不同种类可控降解助剂的配比没有特殊的限定，任意配比均可。在本发明中，所述淀粉优选包括绿豆淀粉、豌豆淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、荞麦淀粉、马铃薯淀粉和葛根粉中的一种或几种；当所述淀粉为上述中的几种时，本发明对不同种类淀粉的配比没有特殊的限定，任意配比均可。本发明对所述可控降解助剂的具体规格没有特殊的限定，本领域熟知的市售商品即可。本发明利用可控降解助剂发挥调控降解速率的作用。
以所述可降解塑料和竹炭的总质量为基准，本发明提供的竹炭增强复合材料的制备原料优选还包括功能性色母粒，所述功能性色母粒的质量优选为所述可降解塑料和竹炭总质量的1～10wt％，更优选为2～8wt％，进一步优选为3～5wt％。本发明利用功能性色母粒赋予颜色调节功能。
本发明对所述竹炭增强复合材料的制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程将上述制备原料混合均匀即可。
本发明提供了上述技术方案所述竹炭增强复合材料在制备吸管中的应用。
本发明提供了一种基于竹炭增强复合材料的可控降解吸管，所述可控降解吸管的制备方法，包括以下步骤：
将包括可降解塑料、竹炭和可控降解助剂的混合物料进行拉挤成型，得到可控降解吸管。
在本发明中，所述成型的方式优选包括拉挤成型、注塑成型、3D打印或挤出缠绕一体化成型。
在本发明中，当所述成型的方式为拉挤成型时，本发明将包括可降解塑料、竹炭和可控降解助剂的混合物料进行拉挤成型，得到可控降解吸管。在本发明中，所述包括可降解塑料、竹炭和可控降解助剂的混合物料的混合过程优选在高混机中进行，所述混合的时间优选为20～45min；本发明对所述混合的转速没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述混合物料中优选还包括功能性色母粒。
在本发明中，所述拉挤成型所用挤出机的口模温度优选为145～165℃，更优选为150～160℃；一区至三区的温度分别优选为160±10℃、180±10℃和170±10℃；本发明对所述挤出机的型号没有特殊的限定，本领域熟知的能够达到上述参数的挤出机均可。
在本发明中，当所述成型的方式为注塑成型时，本发明将所述混合物料在密炼机中处理后，破碎，将所得物料进行注塑成型，得到可控降解吸管。本发明对所述密炼机没有特殊的限定，选用本领域熟知的密炼机即可。本发明对所述破碎的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。在本发明中，所述注塑成型的温度优选为180±10℃。
在本发明中，当所述成型的方式为3D打印时，本发明将所述混合物料进行挤出成型，将所得丝材进行3D打印，得到可控降解吸管。本发明对所述挤出成型的过程没有特殊的限定，能够得到直径为1.75±0.05mm的丝材即可；所述3D打印的温度优选为220±10℃；本发明对所述3D打印的其他过程没有特殊的限定，能够3D打印得到吸管即可。
在本发明中，当所述成型的方式为挤出缠绕一体化成型时，本发明将所述混合物料进行挤出缠绕一体化成型，得到可控降解吸管。本发明对所述挤出缠绕一体化成型所用设备没有特殊的限定，本领域熟知的挤出机和缠绕机均可。在本发明中，所述挤出缠绕一体化成型的挤出口模温度优选为180±10℃，缠绕温度优选为200±10℃。
在本发明中，所述基于竹炭增强复合材料的可控降解吸管的直径优选为5.5～12mm，更优选为6～10mm。
本发明优选通过成型工艺参数的调整改变吸管的厚度；本发明对所述调整工艺参数的过程没有特殊的限定，按照实际需求进行调整即可。
如图1所示，本发明提供了一种多功能壁层吸管，包括由内而外依次层叠设置的防护功能层、中间结构层和装饰层；所述中间结构层的材质为上述技术方案所述竹炭增强复合材料；所述防护功能层的材质为微孔发泡竹炭增强复合材料，所述微孔发泡竹炭增强复合材料包括以下质量百分含量的制备原料：竹炭0～30wt％和可降解塑料70～100wt％。
在本发明中，所述防护功能层制备过程中，优选还包括通入CO2气体，形成微孔发泡竹炭增强复合材料；本发明对所述CO2气体的用量和加入方式没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述中间结构层和防护功能层优选采用上述成型过程(拉挤成型、注塑成型、3D打印或挤出缠绕一体化成型)进行同时成型；当所述成型的方式优选为拉挤成型时，优选采用两台挤出机进行共挤，其中一台挤出机的一区至三区的温度分别优选为160±10℃、180±10℃和170±10℃，另一台挤出机的一区至三区温度分别优选为(145～150)±10℃、(165～170)±10℃和(155～160)±10℃。
本发明对所述装饰层的具体组成和形成过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程形成美观装饰层即可；更优选为将所述装饰层与中间结构层和防护功能层同时成型；本发明对所述同时成型的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中，所用色母粒和淀粉的质量百分含量以所述可降解塑料和竹炭的总质量为基准。
实施例1
取20wt％竹炭、80wt％聚羟基丁酸酯PHB、5wt％色母粒和10％绿豆淀粉，放入高混机中混合40min，将所得混合物料置于挤出机中，口模温度155℃，一区到三区温度分别为160±10℃、180±10℃、170±10℃，进行拉挤成型，得到可降解直吸管，直径7.3mm。
实施例2
取20wt％竹炭、80wt％PHA、5wt％色母粒和10％红薯淀粉，放入高混机中混合40min，将所得混合物料置于密炼机中处理后，破碎，进行注塑成型，温度180±10℃，得到可降解直吸管，直径7.3mm。
实施例3
取20wt％竹炭、80wt％PLA、5wt％色母粒和10％玉米淀粉，放入高混机中混合40min，将所得混合物料进行挤出成型，得到直径为1.75±0.05mm的丝材，采用3D打印机进行3D打印，打印温度220±10℃，得到可降解直吸管，直径7.3mm。
实施例4
取20wt％竹炭、80wt％PLA、5wt％色母粒和10％葛根粉，放入高混机中混合40min，将所得混合物料进行挤出缠绕一体化成型，挤出口模温度180±10℃，缠绕温度200±10℃，得到可降解吸管，直径7.3mm。
降解性能测试
在自然环境下，将实施例1～4制备的可降解吸管填埋在土壤中，肉眼观察降解现象，所得结果见表1。
表1实施例1～4制备的可降解吸管的降解情况
由表1可知，本发明制备的可降解吸管100即开始降解，与现有市售塑料吸管相比，可实现快速降解。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种竹炭增强复合材料，包括以下制备原料：
可降解塑料、竹炭和可控降解助剂；
以所述可降解塑料和竹炭的总质量百分含量为100wt％，所述可降解塑料的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的70～95wt％；
所述竹炭的质量为所述可降解塑料和竹炭的总质量的5～30wt％；
所述可控降解助剂的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的1～20wt％。
2.根据权利要求1所述的竹炭增强复合材料，其特征在于，还包括功能性色母粒，所述功能性色母粒的质量为所述可降解塑料和竹炭总质量的1～10wt％。
3.根据权利要求1或2所述的竹炭增强复合材料，其特征在于，所述可降解塑料包括淀粉基塑料，所述淀粉基塑料包括聚羟基脂肪酸酯、聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸戊酯、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、对苯二甲酸丁二酯和聚乳酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的竹炭增强复合材料，其特征在于，所述可控降解助剂包括淀粉、微晶纤维素和纳米纤维素中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的竹炭增强复合材料，其特征在于，所述淀粉包括绿豆淀粉、豌豆淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、荞麦淀粉、马铃薯淀粉和葛根粉中的一种或几种。
6.权利要求1～5任一项所述竹炭增强复合材料在制备吸管中的应用。
7.一种基于竹炭增强复合材料的可控降解吸管，所述可控降解吸管的制备方法包括以下步骤：
将包括可降解塑料、竹炭和可控降解助剂的混合物料进行成型，得到可控降解吸管。
8.根据权利要求7所述的可控降解吸管，其特征在于，所述混合物料中还包括功能性色母粒。
9.根据权利要求7所述的可控降解吸管，其特征在于，所述成型的方式包括拉挤成型、注塑成型、3D打印或挤出缠绕一体化成型；所述拉挤成型所用挤出机的口模温度为145～165℃，一区至三区的温度分别为160±10℃、180±10℃和170±10℃；所述注塑成型的温度为180±10℃；所述3D打印的温度为220±10℃；所述挤出缠绕一体化成型的挤出口模温度为180±10℃，缠绕温度为200±10℃。
10.一种多功能壁层吸管，其特征在于，包括由内而外依次层叠设置的防护功能层、中间结构层和装饰层；所述中间结构层的材质为权利要求1～5任一项所述竹炭增强复合材料；所述防护功能层的材质为微孔发泡竹炭增强复合材料，所述微孔发泡竹炭增强材料包括以下质量百分含量的制备原料：竹炭0～30wt％和可降解塑料70～100wt％。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114060621A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-18 | 苏州正乙丙纳米环保科技有限公司 | 一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块及制造方法 |
| CN115322543A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-11 | 浙江旺林生物科技有限公司 | 一种聚乳酸/聚己内酯/植物炭黑复合材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202739562U (zh) * | 2012-08-18 | 2013-02-20 | 谭理 | 一种吸管 |
| CN208993196U (zh) * | 2018-08-17 | 2019-06-18 | 何莹懿 | 一种新型环保多层纸吸管 |
| CN110643159A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-03 | 西南科技大学 | 一种生物降解复合材料及其制备方法 |
| US20200253403A1 (en) * | 2018-07-16 | 2020-08-13 | Chien-Chung Huang | Biodegradable Drinking Straw |
-
2021
- 2021-08-20 CN CN202110959526.2A patent/CN113549311A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202739562U (zh) * | 2012-08-18 | 2013-02-20 | 谭理 | 一种吸管 |
| US20200253403A1 (en) * | 2018-07-16 | 2020-08-13 | Chien-Chung Huang | Biodegradable Drinking Straw |
| CN208993196U (zh) * | 2018-08-17 | 2019-06-18 | 何莹懿 | 一种新型环保多层纸吸管 |
| CN110643159A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-03 | 西南科技大学 | 一种生物降解复合材料及其制备方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114060621A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-18 | 苏州正乙丙纳米环保科技有限公司 | 一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块及制造方法 |
| CN115322543A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-11 | 浙江旺林生物科技有限公司 | 一种聚乳酸/聚己内酯/植物炭黑复合材料及其制备方法 |
| CN115322543B (zh) * | 2022-08-10 | 2024-05-17 | 浙江旺林生物科技有限公司 | 一种聚乳酸/聚己内酯/植物炭黑复合材料及其制备方法 |
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