CN113583303A - 一种易降解包装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包装材料技术领域，尤其为一种易降解包装材料及其制备方法，包括聚乳酸、聚己内酯、木质纤维、变质淀粉、改性聚乙烯、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂，并且各成分按照重量比分别为：聚乳酸为30～50份、聚己内酯为20～30份、木质纤维为40～50份、变质淀粉为50～60份、改性聚乙烯为35～40份、光降解剂为15～20份、抗紫外线剂为18～28份、增塑剂为2～7份、抗氧化剂为3～7份以及稳定剂为1～6份，本发明可以有效解决由于塑料材料的自然降解性差，在环境中不容易降低，大量使用后如果不能得到有效处理，会产生大量的白色污染，给自然界的动物和微生物的生命活动造成影响的问题。

Description

一种易降解包装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，具体为一种易降解包装材料及其制备方法。
背景技术
包装材料是指用于制造包装容器、包装装潢、包装印刷、包装运输等满足产品包装要求所使用的材料，它即包括金属、塑料、玻璃、陶瓷、纸、竹本、野生蘑类、天然纤维、化学纤维、复合材料等主要包装材料，又包括捆扎带、装潢、印刷材料等辅助材料。
目前现有的包装材料一般都是由塑料制成，由塑料制成的包装袋垃圾袋价格便宜、结实耐用，密封性好，耐水、耐油，不容易破损；受到用户的广泛欢迎。
但由于塑料材料的自然降解性差，在环境中不容易降低，大量使用后如果不能得到有效处理，会产生大量的白色污染，给自然界的动物和微生物的生命活动造成影响。
综上所述，本发明通过设计一种易降解包装材料及其制备方法来解决存在的问题
发明内容
本发明的目的在于提供一种易降解包装材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种易降解包装材料及其制备方法，包括聚乳酸、聚己内酯、木质纤维、变质淀粉、改性聚乙烯、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂，并且各成分按照重量比分别为：聚乳酸为30～50份、聚己内酯为20～30份、木质纤维为40～50份、变质淀粉为50～60份、改性聚乙烯为35～40份、光降解剂为15～20份、抗紫外线剂为18～28份、增塑剂为2～7份、抗氧化剂为3～7份以及稳定剂为1～6份。
作为本发明优选的方案，包括以下步骤：
S1，将聚乳酸、聚己内酯、木质纤维、变质淀粉以及改性聚乙烯依次投入放入球磨机中，分别在球磨机中球磨35min，得到聚乳酸粉末、聚己内酯粉末、木质纤维粉末、变质淀粉粉末以及改性聚乙烯粉末，将聚乳酸粉末、聚己内酯粉末以及改性聚乙烯粉末送入混料罐中均匀混合，通入CO2熏蒸10min，然后将经熏蒸的物料加入超声波乳化分散器中，再加入NaOH溶液，进行超声分散处理，处理后得到超声分散处理混合液，备用；
S2，把超声分散处理混合液过筛去除大颗粒沉淀，向过筛后的超声分散处理混合液中投入液体石蜡，并放入磁力搅拌器中，磁力搅拌15min，抽滤，将抽滤后的产物在120℃～125℃下干燥3.54h，送入马弗炉中，在165℃～175℃下煅烧4.5h，冷却，然后加入醋酸钠溶液，在115℃的温度保温放置5.5h～6h，得到预处理混合物；
S3，将预处理混合物、木质纤维粉末、变质淀粉粉末、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂送入混料罐中，在120℃～130℃的温度下，以850r/min的速度进行高速混合，混合时间为40min，随后将混合物加入反应釜并在95℃的温度下搅拌1h，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.56～5.8，再在100℃的温度下搅拌0.5h，然后将pH调至中性并过滤，得混合料；
S4，将混合料注入模具中发泡得到坯料，然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温，在85℃～95℃下，反应12min～17min；再在105℃～110℃下，反应8min～10min；最后在125℃下熟化1.5h～1.75h，熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出、压模、塑形，将塑形后的产品放入液氮中急速冷却脱模，再经无水乙醇浸泡、紫外照射灭菌后即可得到易降解包装材料。
作为本发明优选的方案，所述变质淀粉由高粘淀粉、去离子水、氢氧化钠溶液、钛白粉，右旋糖酐，褐藻糖胶、偶联剂、酸性抑制剂以及硫酸铝复合制备，且各成分按照重量比分别为高粘淀粉为40～50份、去离子水80～100份、氢氧化钠溶液15～25份、钛白粉10～15份，右旋糖酐15～20份，褐藻糖胶10～15份、偶联剂5～8份、酸性抑制剂3～6份以及硫酸铝1～3份，氢氧化钠溶液的质量分数为5％，酸性抑制剂为1mol/L的水杨酸乙醇溶液，偶联剂为乙烯基三氯硅烷。
作为本发明优选的方案，所述变质淀粉的制取步骤包括：
S21，将高粘淀粉和去离子水投入反应釜，并在68℃～75℃的温度下搅拌得到淀粉溶液，向淀粉溶液中滴加氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至9.1～9.4，再以75r/min～85r/min的转速均匀搅拌2min～4min；
S22，向反应釜内加入钛白粉，右旋糖酐，褐藻糖胶以及偶联剂，搅拌至物料分散均匀后，继续以65℃～75℃的温度保温反应0.75h～1h，再加入酸性抑制剂，至PH值为6.52～7.1，然后加入硫酸铝，继续保温搅拌30min～35min；
S23，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎，得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉。
作为本发明优选的方案，所述改性聚乙烯由氧化硼、硅灰石、甲基丙烯酸异辛酯、二乙醇酰胺以及低密度聚乙烯复合制备，且各成分按照重量比分别为氧化硼10～20份、硅灰石15～20份、甲基丙烯酸异辛酯30～40份、二乙醇酰胺20～40份以及低密度聚乙烯60～80份。
作为本发明优选的方案，所述改性聚乙烯的制取步骤包括：
S31，将氧化硼、硅灰石、甲基丙烯酸异辛酯、二乙醇酰胺、低密度聚乙烯送入高速搅拌机中，以1200r/min～1250r/min充分混合7min，得到混合料；
S32，将混合料加入到行星球磨机中，在料球比1︰1.35的转速比下振磨混合反应80min～85min后，将混合物倒入加热炉进行混合加热，加热时间为30min～35min，加热温度为60℃～68℃，得到胶状混合物；
S33，将胶状混合物并送入双螺杆挤出机中进行熔融改性，操作温度190℃～195℃，螺杆转速40r/min～45r/min下，熔融共混挤出造粒，得到改性聚乙烯。
作为本发明优选的方案，所述光降解剂由纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛以及聚乳酸按照质量比为2:5:10混合制成，抗紫外线剂由尿囊素、甲壳素以及竹纤维按照质量比为1:3:4混合制成，增塑剂为甘油、抗氧化剂为茶多酚，稳定剂为二氨基二苯砜。
作为本发明优选的方案，所述S1中NaOH溶液的质量分数为3％，超声分散处理的频率为75kHz～85kHz，处理时间为10min～15min，球磨机的转速为150r/min。
作为本发明优选的方案，所述S2中过筛孔径为2300目，醋酸钠溶液的浓度为4.5％。
作为本发明优选的方案，所述S4中双螺杆挤出机的温度控制为加料段145℃～155℃，熔融段188℃～190℃，均化段245℃～255℃，机头198℃～206℃，模口206℃～215℃，螺杆转速为35r/min～40r/min，紫外照射的时间为20min～28min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过设置使用聚乳酸、聚己内酯、木质纤维以及变质淀粉作为包装材料的主体，聚乳酸、聚己内酯、木质纤维以及变质淀粉均可以在自然环境先降解，不会产生较多的有害物质，同时由纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛以及聚乳酸混合制成的光降解剂，纳米氧化锌和锐钛矿二氧化钛这两种物质均具有良好的光催化效果，这两种物质在材料后期使用过程中，在外界光线的作用下，会产生对材料氧化的催化作用，从而加速材料的自然降解，而且这种加速降解的作用仅在材料后期处理过程中，受到光照时才会被激发，在正常使用状态下对材料强度不产生影响，在光降解剂的促进下，用聚乳酸、聚己内酯、木质纤维以及变质淀粉这些具有自然降解功能的材料作为主体制造出的包装材料能够快速降解，不会对环境造成污染。
2、本发明中，通过设置在制造过程中加入改性聚乙烯，使用低密度聚乙烯、甲基丙烯酸异辛酯以及二乙醇酰胺为主要成分，通过加入氧化硼和硅灰石，辅以球磨、热混以及挤出等工艺，使得制备而成的改性聚乙烯具有较高的结构强度，在易降解包装材料的制造过程中加入改性聚乙烯能够极大地提高易降解包装材料的力学性能，延长其使用寿命。
3、本发明中，通过设置在制造过程中加入抗紫外线剂，由尿囊素、甲壳素以及竹纤维混合制成的抗紫外线剂具有较强的抗紫外线性能，能够避免易降解包装材料在紫外线下快速老化。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
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“及/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。
本发明提供一种技术方案：
一种易降解包装材料及其制备方法，包括聚乳酸、聚己内酯、木质纤维、变质淀粉、改性聚乙烯、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂，并且各成分按照重量比分别为：聚乳酸为30～50份、聚己内酯为20～30份、木质纤维为40～50份、变质淀粉为50～60份、改性聚乙烯为35～40份、光降解剂为15～20份、抗紫外线剂为18～28份、增塑剂为2～7份、抗氧化剂为3～7份以及稳定剂为1～6份。
进一步的，包括以下步骤：
S1，将聚乳酸、聚己内酯、木质纤维、变质淀粉以及改性聚乙烯依次投入放入球磨机中，分别在球磨机中球磨35min，得到聚乳酸粉末、聚己内酯粉末、木质纤维粉末、变质淀粉粉末以及改性聚乙烯粉末，将聚乳酸粉末、聚己内酯粉末以及改性聚乙烯粉末送入混料罐中均匀混合，通入CO2熏蒸10min，然后将经熏蒸的物料加入超声波乳化分散器中，再加入NaOH溶液，进行超声分散处理，处理后得到超声分散处理混合液，备用；
S2，把超声分散处理混合液过筛去除大颗粒沉淀，向过筛后的超声分散处理混合液中投入液体石蜡，并放入磁力搅拌器中，磁力搅拌15min，抽滤，将抽滤后的产物在120℃～125℃下干燥3.54h，送入马弗炉中，在165℃～175℃下煅烧4.5h，冷却，然后加入醋酸钠溶液，在115℃的温度保温放置5.5h～6h，得到预处理混合物；
S3，将预处理混合物、木质纤维粉末、变质淀粉粉末、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂送入混料罐中，在120℃～130℃的温度下，以850r/min的速度进行高速混合，混合时间为40min，随后将混合物加入反应釜并在95℃的温度下搅拌1h，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.56～5.8，再在100℃的温度下搅拌0.5h，然后将pH调至中性并过滤，得混合料；
S4，将混合料注入模具中发泡得到坯料，然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温，在85℃～95℃下，反应12min～17min；再在105℃～110℃下，反应8min～10min；最后在125℃下熟化1.5h～1.75h，熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出、压模、塑形，将塑形后的产品放入液氮中急速冷却脱模，再经无水乙醇浸泡、紫外照射灭菌后即可得到易降解包装材料。
进一步的，所述变质淀粉由高粘淀粉、去离子水、氢氧化钠溶液、钛白粉，右旋糖酐，褐藻糖胶、偶联剂、酸性抑制剂以及硫酸铝复合制备，且各成分按照重量比分别为高粘淀粉为40～50份、去离子水80～100份、氢氧化钠溶液15～25份、钛白粉10～15份，右旋糖酐15～20份，褐藻糖胶10～15份、偶联剂5～8份、酸性抑制剂3～6份以及硫酸铝1～3份，氢氧化钠溶液的质量分数为5％，酸性抑制剂为1mol/L的水杨酸乙醇溶液，偶联剂为乙烯基三氯硅烷。
进一步的，所述变质淀粉的制取步骤包括：
S21，将高粘淀粉和去离子水投入反应釜，并在68℃～75℃的温度下搅拌得到淀粉溶液，向淀粉溶液中滴加氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至9.1～9.4，再以75r/min～85r/min的转速均匀搅拌2min～4min；
S22，向反应釜内加入钛白粉，右旋糖酐，褐藻糖胶以及偶联剂，搅拌至物料分散均匀后，继续以65℃～75℃的温度保温反应0.75h～1h，再加入酸性抑制剂，至PH值为6.52～7.1，然后加入硫酸铝，继续保温搅拌30min～35min；
S23，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎，得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉。
进一步的，所述改性聚乙烯由氧化硼、硅灰石、甲基丙烯酸异辛酯、二乙醇酰胺以及低密度聚乙烯复合制备，且各成分按照重量比分别为氧化硼10～20份、硅灰石15～20份、甲基丙烯酸异辛酯30～40份、二乙醇酰胺20～40份以及低密度聚乙烯60～80份。
进一步的，所述改性聚乙烯的制取步骤包括：
S31，将氧化硼、硅灰石、甲基丙烯酸异辛酯、二乙醇酰胺、低密度聚乙烯送入高速搅拌机中，以1200r/min～1250r/min充分混合7min，得到混合料；
S32，将混合料加入到行星球磨机中，在料球比1︰1.35的转速比下振磨混合反应80min～85min后，将混合物倒入加热炉进行混合加热，加热时间为30min～35min，加热温度为60℃～68℃，得到胶状混合物；
S33，将胶状混合物并送入双螺杆挤出机中进行熔融改性，操作温度190℃～195℃，螺杆转速40r/min～45r/min下，熔融共混挤出造粒，得到改性聚乙烯。
进一步的，所述光降解剂由纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛以及聚乳酸按照质量比为2:5:10混合制成，抗紫外线剂由尿囊素、甲壳素以及竹纤维按照质量比为1:3:4混合制成，增塑剂为甘油、抗氧化剂为茶多酚，稳定剂为二氨基二苯砜。
进一步的，所述S1中NaOH溶液的质量分数为3％，超声分散处理的频率为75kHz～85kHz，处理时间为10min～15min，球磨机的转速为150r/min。
进一步的，所述S2中过筛孔径为2300目，醋酸钠溶液的浓度为4.5％。
进一步的，所述S4中双螺杆挤出机的温度控制为加料段145℃～155℃，熔融段188℃～190℃，均化段245℃～255℃，机头198℃～206℃，模口206℃～215℃，螺杆转速为35r/min～40r/min，紫外照射的时间为20min～28min。
具体实施案例
实施案例1：
称取高粘淀粉50份和去离子水100份并投入反应釜，在68℃的温度下搅拌得到淀粉溶液，向淀粉溶液中滴加15份氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至9.1，再以75r/min的转速均匀搅拌2min，称取钛白粉10份、右旋糖酐15份、褐藻糖胶10份以及偶联剂向5份并投入反应釜内，搅拌至物料分散均匀后，继续以65℃的温度保温反应0.75h，再加入3份酸性抑制剂，调节PH值为6.52，然后加入1份硫酸铝，继续保温搅拌30min，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎，得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉；
称取氧化硼10份、硅灰石15份、甲基丙烯酸异辛酯30份、二乙醇酰胺20份、低密度聚乙烯60份并送入高速搅拌机中，以1200r/min充分混合7min，得到混合料，将混合料加入到行星球磨机中，在料球比1︰1.35的转速比下振磨混合反应80min后，将混合物倒入加热炉进行混合加热，加热时间为30min，加热温度为60℃，得到胶状混合物，将胶状混合物并送入双螺杆挤出机中进行熔融改性，操作温度190℃，螺杆转速40r/min下，熔融共混挤出造粒，得到改性聚乙烯；
称取聚乳酸30份、聚己内酯20份、木质纤维40份、变质淀粉50份以及改性聚乙烯35份并依次投入放入球磨机中，分别在球磨机中球磨35min，球磨机的转速为150r/min，得到聚乳酸粉末、聚己内酯粉末、木质纤维粉末、变质淀粉粉末以及改性聚乙烯粉末，将聚乳酸粉末、聚己内酯粉末以及改性聚乙烯粉末送入混料罐中均匀混合，通入CO2熏蒸10min，然后将经熏蒸的物料加入超声波乳化分散器中，再加入质量分数为3％的NaOH溶液，进行超声分散处理，超声分散处理的频率为75kHz～85kHz，处理时间为10min～15min，处理后得到超声分散处理混合液，备用，把超声分散处理混合液过筛去除大颗粒沉淀，过筛孔径为2300目，向过筛后的超声分散处理混合液中投入液体石蜡，并放入磁力搅拌器中，磁力搅拌15min，抽滤，将抽滤后的产物在120℃下干燥3.54h，送入马弗炉中，在165℃下煅烧4.5h，冷却，然后加入浓度为4.5％的醋酸钠溶液，在115℃的温度保温放置5.5h，得到预处理混合物；
称取光降解剂15份、抗紫外线剂18份、增塑剂2份、抗氧化剂3份以及稳定剂6份并将预处理混合物、木质纤维粉末、变质淀粉粉末、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂送入混料罐中，在120℃的温度下，以850r/min的速度进行高速混合，混合时间为40min，随后将混合物加入反应釜并在95℃的温度下搅拌1h，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.56，再在100℃的温度下搅拌0.5h，然后将pH调至中性并过滤，得混合料，将混合料注入模具中发泡得到坯料，然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温，在85℃下，反应12min；再在105℃下，反应8min；最后在125℃下熟化1.5h，熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出、压模、塑形，双螺杆挤出机的温度控制为加料段145℃，熔融段188℃，均化段245℃，机头198℃，模口206℃，螺杆转速为35r/min，将塑形后的产品放入液氮中急速冷却脱模，再经无水乙醇浸泡、紫外照射灭菌照射20min后即可得到易降解包装材料。
实施案例2：
称取高粘淀粉50份和去离子水100份并投入反应釜，在68℃的温度下搅拌得到淀粉溶液，向淀粉溶液中滴加15份氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至9.1，再以75r/min的转速均匀搅拌2min，称取钛白粉10份、右旋糖酐15份、褐藻糖胶10份以及偶联剂向5份并投入反应釜内，搅拌至物料分散均匀后，继续以65℃的温度保温反应0.75h，再加入3份酸性抑制剂，调节PH值为6.52，然后加入1份硫酸铝，继续保温搅拌30min，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎，得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉；
称取氧化硼10份、硅灰石15份、甲基丙烯酸异辛酯30份、二乙醇酰胺20份、低密度聚乙烯60份并送入高速搅拌机中，以1200r/min充分混合7min，得到混合料，将混合料加入到行星球磨机中，在料球比1︰1.35的转速比下振磨混合反应80min后，将混合物倒入加热炉进行混合加热，加热时间为30min，加热温度为60℃，得到胶状混合物，将胶状混合物并送入双螺杆挤出机中进行熔融改性，操作温度190℃，螺杆转速40r/min下，熔融共混挤出造粒，得到改性聚乙烯；
称取聚乳酸40份、聚己内酯25份、木质纤维45份、变质淀粉55份以及改性聚乙烯38份并依次投入放入球磨机中，分别在球磨机中球磨35min，球磨机的转速为150r/min，得到聚乳酸粉末、聚己内酯粉末、木质纤维粉末、变质淀粉粉末以及改性聚乙烯粉末，将聚乳酸粉末、聚己内酯粉末以及改性聚乙烯粉末送入混料罐中均匀混合，通入CO2熏蒸10min，然后将经熏蒸的物料加入超声波乳化分散器中，再加入质量分数为3％的NaOH溶液，进行超声分散处理，超声分散处理的频率为75kHz～85kHz，处理时间为10min～15min，处理后得到超声分散处理混合液，备用，把超声分散处理混合液过筛去除大颗粒沉淀，过筛孔径为2300目，向过筛后的超声分散处理混合液中投入液体石蜡，并放入磁力搅拌器中，磁力搅拌15min，抽滤，将抽滤后的产物在120℃下干燥3.54h，送入马弗炉中，在165℃下煅烧4.5h，冷却，然后加入浓度为4.5％的醋酸钠溶液，在115℃的温度保温放置5.5h，得到预处理混合物；
称取光降解剂18份、抗紫外线剂24份、增塑剂2份、抗氧化剂3份以及稳定剂6份并将预处理混合物、木质纤维粉末、变质淀粉粉末、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂送入混料罐中，在120℃的温度下，以850r/min的速度进行高速混合，混合时间为40min，随后将混合物加入反应釜并在95℃的温度下搅拌1h，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.56，再在100℃的温度下搅拌0.5h，然后将pH调至中性并过滤，得混合料，将混合料注入模具中发泡得到坯料，然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温，在85℃下，反应12min；再在105℃下，反应8min；最后在125℃下熟化1.5h，熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出、压模、塑形，双螺杆挤出机的温度控制为加料段145℃，熔融段188℃，均化段245℃，机头198℃，模口206℃，螺杆转速为35r/min，将塑形后的产品放入液氮中急速冷却脱模，再经无水乙醇浸泡、紫外照射灭菌照射20min后即可得到易降解包装材料。
实施案例3：
称取高粘淀粉50份和去离子水100份并投入反应釜，在68℃的温度下搅拌得到淀粉溶液，向淀粉溶液中滴加15份氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至9.1，再以75r/min的转速均匀搅拌2min，称取钛白粉10份、右旋糖酐15份、褐藻糖胶10份以及偶联剂向5份并投入反应釜内，搅拌至物料分散均匀后，继续以65℃的温度保温反应0.75h，再加入3份酸性抑制剂，调节PH值为6.52，然后加入1份硫酸铝，继续保温搅拌30min，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎，得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉；
称取氧化硼10份、硅灰石15份、甲基丙烯酸异辛酯30份、二乙醇酰胺20份、低密度聚乙烯60份并送入高速搅拌机中，以1200r/min充分混合7min，得到混合料，将混合料加入到行星球磨机中，在料球比1︰1.35的转速比下振磨混合反应80min后，将混合物倒入加热炉进行混合加热，加热时间为30min，加热温度为60℃，得到胶状混合物，将胶状混合物并送入双螺杆挤出机中进行熔融改性，操作温度190℃，螺杆转速40r/min下，熔融共混挤出造粒，得到改性聚乙烯；
称取聚乳酸50份、聚己内酯30份、木质纤维50份、变质淀粉60份以及改性聚乙烯40份并依次投入放入球磨机中，分别在球磨机中球磨35min，球磨机的转速为150r/min，得到聚乳酸粉末、聚己内酯粉末、木质纤维粉末、变质淀粉粉末以及改性聚乙烯粉末，将聚乳酸粉末、聚己内酯粉末以及改性聚乙烯粉末送入混料罐中均匀混合，通入CO2熏蒸10min，然后将经熏蒸的物料加入超声波乳化分散器中，再加入质量分数为3％的NaOH溶液，进行超声分散处理，超声分散处理的频率为75kHz～85kHz，处理时间为10min～15min，处理后得到超声分散处理混合液，备用，把超声分散处理混合液过筛去除大颗粒沉淀，过筛孔径为2300目，向过筛后的超声分散处理混合液中投入液体石蜡，并放入磁力搅拌器中，磁力搅拌15min，抽滤，将抽滤后的产物在120℃下干燥3.54h，送入马弗炉中，在165℃下煅烧4.5h，冷却，然后加入浓度为4.5％的醋酸钠溶液，在115℃的温度保温放置5.5h，得到预处理混合物；
称取光降解剂20份、抗紫外线剂28份、增塑剂2份、抗氧化剂3份以及稳定剂6份并将预处理混合物、木质纤维粉末、变质淀粉粉末、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂送入混料罐中，在120℃的温度下，以850r/min的速度进行高速混合，混合时间为40min，随后将混合物加入反应釜并在95℃的温度下搅拌1h，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.56，再在100℃的温度下搅拌0.5h，然后将pH调至中性并过滤，得混合料，将混合料注入模具中发泡得到坯料，然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温，在85℃下，反应12min；再在105℃下，反应8min；最后在125℃下熟化1.5h，熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出、压模、塑形，双螺杆挤出机的温度控制为加料段145℃，熔融段188℃，均化段245℃，机头198℃，模口206℃，螺杆转速为35r/min，将塑形后的产品放入液氮中急速冷却脱模，再经无水乙醇浸泡、紫外照射灭菌照射20min后即可得到易降解包装材料。
将上述实施案例1至实施案例3制造出的易降解包装材料进行性能测试，测试结果如表1所示
表1易降解包装材料性能测试结果表
Figure BDA0003184794960000141
从表1可以看出，随着光降解剂、聚乳酸、聚己内酯、木质纤维以及变质淀粉含量的增加，产生出的易降解包装材料在60d的降解时间内，降解率得到了较大的提高，从而使产生出的易降解包装材料在自然环境下快速分解，同时随着改性聚乙烯和抗紫外线剂的增加，产生出的易降解包装材料的力学性能和抗紫外线性能也得到了较大的提高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种易降解包装材料，包括聚乳酸、聚己内酯、木质纤维、变质淀粉、改性聚乙烯、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂，并且各成分按照重量比分别为：聚乳酸为30～50份、聚己内酯为20～30份、木质纤维为40～50份、变质淀粉为50～60份、改性聚乙烯为35～40份、光降解剂为15～20份、抗紫外线剂为18～28份、增塑剂为2～7份、抗氧化剂为3～7份以及稳定剂为1～6份。
2.一种易降解包装材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，将聚乳酸、聚己内酯、木质纤维、变质淀粉以及改性聚乙烯依次投入放入球磨机中，分别在球磨机中球磨35min，得到聚乳酸粉末、聚己内酯粉末、木质纤维粉末、变质淀粉粉末以及改性聚乙烯粉末，将聚乳酸粉末、聚己内酯粉末以及改性聚乙烯粉末送入混料罐中均匀混合，通入CO2熏蒸10min，然后将经熏蒸的物料加入超声波乳化分散器中，再加入NaOH溶液，进行超声分散处理，处理后得到超声分散处理混合液，备用；
S2，把超声分散处理混合液过筛去除大颗粒沉淀，向过筛后的超声分散处理混合液中投入液体石蜡，并放入磁力搅拌器中，磁力搅拌15min，抽滤，将抽滤后的产物在120℃～125℃下干燥3.54h，送入马弗炉中，在165℃～175℃下煅烧4.5h，冷却，然后加入醋酸钠溶液，在115℃的温度保温放置5.5h～6h，得到预处理混合物；
S3，将预处理混合物、木质纤维粉末、变质淀粉粉末、光降解剂、抗紫外线剂、增塑剂、抗氧化剂以及稳定剂送入混料罐中，在120℃～130℃的温度下，以850r/min的速度进行高速混合，混合时间为40min，随后将混合物加入反应釜并在95℃的温度下搅拌1h，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.56～5.8，再在100℃的温度下搅拌0.5h，然后将pH调至中性并过滤，得混合料；
S4，将混合料注入模具中发泡得到坯料，然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温，在85℃～95℃下，反应12min～17min；再在105℃～110℃下，反应8min～10min；最后在125℃下熟化1.5h～1.75h，熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出、压模、塑形，将塑形后的产品放入液氮中急速冷却脱模，再经无水乙醇浸泡、紫外照射灭菌后即可得到易降解包装材料。
3.根据权利要求1所述的一种易降解包装材料，其特征在于：所述变质淀粉由高粘淀粉、去离子水、氢氧化钠溶液、钛白粉，右旋糖酐，褐藻糖胶、偶联剂、酸性抑制剂以及硫酸铝复合制备，且各成分按照重量比分别为高粘淀粉为40～50份、去离子水80～100份、氢氧化钠溶液15～25份、钛白粉10～15份，右旋糖酐15～20份，褐藻糖胶10～15份、偶联剂5～8份、酸性抑制剂3～6份以及硫酸铝1～3份，氢氧化钠溶液的质量分数为5％，酸性抑制剂为1mol/L的水杨酸乙醇溶液，偶联剂为乙烯基三氯硅烷。
4.根据权利要求3所述的一种易降解包装材料，其特征在于：所述变质淀粉的制取步骤包括：
S21，将高粘淀粉和去离子水投入反应釜，并在68℃～75℃的温度下搅拌得到淀粉溶液，向淀粉溶液中滴加氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至9.1～9.4，再以75r/min～85r/min的转速均匀搅拌2min～4min；
S22，向反应釜内加入钛白粉，右旋糖酐，褐藻糖胶以及偶联剂，搅拌至物料分散均匀后，继续以65℃～75℃的温度保温反应0.75h～1h，再加入酸性抑制剂，至PH值为6.52～7.1，然后加入硫酸铝，继续保温搅拌30min～35min；
S23，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎，得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉。
5.根据权利要求1所述的一种易降解包装材料，其特征在于：所述改性聚乙烯由氧化硼、硅灰石、甲基丙烯酸异辛酯、二乙醇酰胺以及低密度聚乙烯复合制备，且各成分按照重量比分别为氧化硼10～20份、硅灰石15～20份、甲基丙烯酸异辛酯30～40份、二乙醇酰胺20～40份以及低密度聚乙烯60～80份。
6.根据权利要求5所述的一种易降解包装材料，其特征在于：所述改性聚乙烯的制取步骤包括：
S31，将氧化硼、硅灰石、甲基丙烯酸异辛酯、二乙醇酰胺、低密度聚乙烯送入高速搅拌机中，以1200r/min～1250r/min充分混合7min，得到混合料；
S32，将混合料加入到行星球磨机中，在料球比1︰1.35的转速比下振磨混合反应80min～85min后，将混合物倒入加热炉进行混合加热，加热时间为30min～35min，加热温度为60℃～68℃，得到胶状混合物；
S33，将胶状混合物并送入双螺杆挤出机中进行熔融改性，操作温度190℃～195℃，螺杆转速40r/min～45r/min下，熔融共混挤出造粒，得到改性聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的一种易降解包装材料，其特征在于：所述光降解剂由纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛以及聚乳酸按照质量比为2:5:10混合制成，抗紫外线剂由尿囊素、甲壳素以及竹纤维按照质量比为1:3:4混合制成，增塑剂为甘油、抗氧化剂为茶多酚，稳定剂为二氨基二苯砜。
8.根据权利要求2所述的一种易降解包装材料的制备方法，其特征在于：所述S1中NaOH溶液的质量分数为3％，超声分散处理的频率为75kHz～85kHz，处理时间为10min～15min，球磨机的转速为150r/min。
9.根据权利要求2所述的一种易降解包装材料的制备方法，其特征在于：所述S2中过筛孔径为2300目，醋酸钠溶液的浓度为4.5％。
10.根据权利要求2所述的一种易降解包装材料的制备方法，其特征在于：所述S4中双螺杆挤出机的温度控制为加料段145℃～155℃，熔融段188℃～190℃，均化段245℃～255℃，机头198℃～206℃，模口206℃～215℃，螺杆转速为35r/min～40r/min，紫外照射的时间为20min～28min。
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