CN113698787A - 一种环保型完全生物降解塑料及其制备方法 - Google Patents

一种环保型完全生物降解塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型完全生物降解塑料及其制备方法，所述环保型完全生物降解塑料的原料成分包括植物混合颗粒发酵产物、引发剂、增塑剂、活性剂，各个成分的质量份数为植物混合颗粒发酵产物30～35份、引发剂5～7份、增塑剂1～2份、活性剂0.5～0.8份；所述植物混合颗粒发酵产物由玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝混合后发酵制成。其制备方法包括以下步骤：S1、按比例称取玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝；S2、清洗、晾干；S3、混合搅拌后得到混合物料；S4、发酵后得到植物混合颗粒发酵产物；S5、加热至熔融状态，按比例加入引发剂、增塑剂、活性剂，搅拌均匀后进行挤出即可。

Description

一种环保型完全生物降解塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料生产领域，尤其涉及一种环保型完全生物降解塑料及其制备方法。
背景技术
伴随塑料工业的飞速发展，相应的“白色污染”情况也日益严重。面对全球能源危机和持续增长的环境污染，对既具有塑料优良性能，同时又可降解的新型塑料材料的需求越来越迫切。目前所用的生物降解塑料主要是采用将聚乙烯、聚丙烯等通用塑料与淀粉等可降解高分子在一定条件下共混制得，其薄制品中淀粉含量在30％左右，厚制品中淀粉含量在50％左右，这种可降解塑料的加工技术难度大，生产成本高，制品降解时间长，且降解不彻底，其生物降解性能和力学性能等方面尚难以满足多种使用要求；因此，有必要研究一种完全生物降解塑料来解决上述问题。
发明内容
本发明目的是针对上述问题，提供一种成本低廉、经济环保的环保型完全生物降解塑料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种环保型完全生物降解塑料，所述环保型完全生物降解塑料的原料成分包括植物混合颗粒发酵产物、引发剂、增塑剂、活性剂，各个成分的质量份数为植物混合颗粒发酵产物30～35份、引发剂5～7份、增塑剂1～2份、活性剂0.5～0.8份；所述植物混合颗粒发酵产物由玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝混合后发酵制成。
进一步的，所述植物混合颗粒发酵产物中，玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝的质量份数为玉米芯颗粒3～5份、海藻颗粒3～4份、麦麸5～8份、麦秆颗粒2～3份、棕丝1～2份。
进一步的，所述玉米芯颗、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒的粒径为0.3～0.6mm；所述棕丝的长度为0.5～1.5毫米。
进一步的，所述引发剂由二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇混合制成，二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇的体积比为3～4:1～2:1～2。
进一步的，所述增塑剂由环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚混合制成，环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚的体积比为5～8:1～2:1～3:1。
进一步的，所述活性剂由十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠混合制成，十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠的体积比为3～6:5～6:1～2。
一种环保型完全生物降解塑料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按比例称取玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝；
S2、分别对玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝进行清洗操作，清洗完成后将其晾干；
S3、将晾干后的玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝放入搅拌罐中，以500～800r/min的转速搅拌20～30分钟，得到混合物料；
S4、将混合物料放入发酵罐中，加入α-乙酰乳酸酶脱羧酶进行发酵，发酵30～50天后得到植物混合颗粒发酵产物；
S5、将植物混合颗粒发酵产物置于加热容器中加热至熔融状态，然后按比例加入引发剂、增塑剂、活性剂，搅拌均匀后将其放入挤出机中进行挤出即可。
进一步的，所述步骤S4中，发酵罐内的发酵温度为30～35℃，发酵湿度为60～80％。
进一步的，所述步骤S4中，混合物料与α-乙酰乳酸酶脱羧酶的质量比为200～230:1。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明通过采用以玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝发酵制作植物混合颗粒发酵产物的设计，使得制备得到的生物降解塑料完全由植物成分制成，其可以实现完全降解，而且降解速率快，可以满足环境保护的需求；同时其制备工艺简单、制作成本较低，可以作为塑料的替代品进行推广使用，减少了环境中白色污染的存在量，给环境保护工作带来了一定的贡献。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1、本实施例公开了一种环保型完全生物降解塑料，其原料成分包括植物混合颗粒发酵产物、引发剂、增塑剂、活性剂，各个成分的质量份数为植物混合颗粒发酵产物30份、引发剂5份、增塑剂1份、活性剂0.5份；
所述植物混合颗粒发酵产物由玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝混合后发酵制成；玉米芯颗、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒的粒径为0.3mm；所述棕丝的长度为0.5毫米；植物混合颗粒发酵产物中，玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝的质量份数为玉米芯颗粒3份、海藻颗粒3份、麦麸5份、麦秆颗粒2份、棕丝1份。
所述引发剂由二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇混合制成，二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇的体积比为3:1:1。
所述增塑剂由环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚混合制成，环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚的体积比为5:1:1:1。
所述活性剂由十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠混合制成，十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠的体积比为3:5:1。
上述环保型完全生物降解塑料通过以下步骤制备：
S1、按比例称取玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝；
S2、分别对玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝进行清洗操作，清洗完成后将其晾干；
S3、将晾干后的玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝放入搅拌罐中，以500r/min的转速搅拌20分钟，得到混合物料；
S4、将混合物料放入发酵罐中，加入α-乙酰乳酸酶脱羧酶进行发酵，混合物料与α-乙酰乳酸酶脱羧酶的质量比为200:1；发酵罐内的发酵温度为30℃，发酵湿度为60％；发酵30天后得到植物混合颗粒发酵产物；
S5、将植物混合颗粒发酵产物置于加热容器中加热至熔融状态，然后按比例加入引发剂、增塑剂、活性剂，搅拌均匀后将其放入挤出机中进行挤出即可。
实施例2、本实施例公开了一种环保型完全生物降解塑料，其原料成分包括植物混合颗粒发酵产物、引发剂、增塑剂、活性剂，各个成分的质量份数为植物混合颗粒发酵产物32份、引发剂6份、增塑剂1份、活性剂0.6份；
所述植物混合颗粒发酵产物由玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝混合后发酵制成；玉米芯颗、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒的粒径为0.5mm；所述棕丝的长度为1毫米；植物混合颗粒发酵产物中，玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝的质量份数为玉米芯颗粒4份、海藻颗粒3份、麦麸6份、麦秆颗粒2份、棕丝1份。
所述引发剂由二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇混合制成，二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇的体积比为3:2:2。
所述增塑剂由环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚混合制成，环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚的体积比为6:2:2:1。
所述活性剂由十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠混合制成，十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠的体积比为4:6:1。
上述环保型完全生物降解塑料通过以下步骤制备：
S1、按比例称取玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝；
S2、分别对玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝进行清洗操作，清洗完成后将其晾干；
S3、将晾干后的玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝放入搅拌罐中，以600r/min的转速搅拌25分钟，得到混合物料；
S4、将混合物料放入发酵罐中，加入α-乙酰乳酸酶脱羧酶进行发酵，混合物料与α-乙酰乳酸酶脱羧酶的质量比为220:1；发酵罐内的发酵温度为32℃，发酵湿度为70％；发酵40天后得到植物混合颗粒发酵产物；
S5、将植物混合颗粒发酵产物置于加热容器中加热至熔融状态，然后按比例加入引发剂、增塑剂、活性剂，搅拌均匀后将其放入挤出机中进行挤出即可。
实施例3、本实施例公开了一种环保型完全生物降解塑料，其原料成分包括植物混合颗粒发酵产物、引发剂、增塑剂、活性剂，各个成分的质量份数为植物混合颗粒发酵产物35份、引发剂7份、增塑剂2份、活性剂0.8份；
所述植物混合颗粒发酵产物由玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝混合后发酵制成；玉米芯颗、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒的粒径为0.6mm；所述棕丝的长度为1.5毫米；植物混合颗粒发酵产物中，玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝的质量份数为玉米芯颗粒5份、海藻颗粒4份、麦麸8份、麦秆颗粒3份、棕丝2份。
所述引发剂由二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇混合制成，二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇的体积比为4:2:2。
所述增塑剂由环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚混合制成，环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚的体积比为8:2:3:1。
所述活性剂由十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠混合制成，十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠的体积比为6:6:2。
上述环保型完全生物降解塑料通过以下步骤制备：
S1、按比例称取玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝；
S2、分别对玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝进行清洗操作，清洗完成后将其晾干；
S3、将晾干后的玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝放入搅拌罐中，以800r/min的转速搅拌30分钟，得到混合物料；
S4、将混合物料放入发酵罐中，加入α-乙酰乳酸酶脱羧酶进行发酵，混合物料与α-乙酰乳酸酶脱羧酶的质量比为230:1；发酵罐内的发酵温度为35℃，发酵湿度为80％；发酵50天后得到植物混合颗粒发酵产物；
S5、将植物混合颗粒发酵产物置于加热容器中加热至熔融状态，然后按比例加入引发剂、增塑剂、活性剂，搅拌均匀后将其放入挤出机中进行挤出即可。
本发明通过采用以玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝发酵制作植物混合颗粒发酵产物的设计，使得制备得到的生物降解塑料完全由植物成分制成，其可以实现完全降解，而且降解速率快，可以满足环境保护的需求；同时其制备工艺简单、制作成本较低，可以作为塑料的替代品进行推广使用，减少了环境中白色污染的存在量，给环境保护工作带来了一定的贡献。

Claims (9)

1.一种环保型完全生物降解塑料，其特征在于：所述环保型完全生物降解塑料的原料成分包括植物混合颗粒发酵产物、引发剂、增塑剂、活性剂，各个成分的质量份数为植物混合颗粒发酵产物30～35份、引发剂5～7份、增塑剂1～2份、活性剂0.5～0.8份；所述植物混合颗粒发酵产物由玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝混合后发酵制成。
2.如权利要求1所述的环保型完全生物降解塑料，其特征在于：所述植物混合颗粒发酵产物中，玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝的质量份数为玉米芯颗粒3～5份、海藻颗粒3～4份、麦麸5～8份、麦秆颗粒2～3份、棕丝1～2份。
3.如权利要求2所述的环保型完全生物降解塑料，其特征在于：所述玉米芯颗、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒的粒径为0.3～0.6mm；所述棕丝的长度为0.5～1.5毫米。
4.如权利要求3所述的环保型完全生物降解塑料，其特征在于：所述引发剂由二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇混合制成，二羟甲基丙酸、N-椰油酰基复合氨基酸、氧化苯基二甲基甲醇的体积比为3～4:1～2:1～2。
5.如权利要求4所述的环保型完全生物降解塑料，其特征在于：所述增塑剂由环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚混合制成，环氧1,8-辛二醇二油酸酯、缩醛化聚乙烯醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇单丁醚的体积比为5～8:1～2:1～3:1。
6.如权利要求5所述的环保型完全生物降解塑料，其特征在于：所述活性剂由十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠混合制成，十二烷基苯磺酸、对苯二酚、十二烷基羧酸钠的体积比为3～6:5～6:1～2。
7.一种如权利要求6所述的环保型完全生物降解塑料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、按比例称取玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝；
S2、分别对玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝进行清洗操作，清洗完成后将其晾干；
S3、将晾干后的玉米芯颗粒、海藻颗粒、麦麸、麦秆颗粒、棕丝放入搅拌罐中，以500～800r/min的转速搅拌20～30分钟，得到混合物料；
S4、将混合物料放入发酵罐中，加入α-乙酰乳酸酶脱羧酶进行发酵，发酵30～50天后得到植物混合颗粒发酵产物；
S5、将植物混合颗粒发酵产物置于加热容器中加热至熔融状态，然后按比例加入引发剂、增塑剂、活性剂，搅拌均匀后将其放入挤出机中进行挤出即可。
8.如权利要求7所述的环保型完全生物降解塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，发酵罐内的发酵温度为30～35℃，发酵湿度为60～80％。
9.如权利要求8所述的环保型完全生物降解塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，混合物料与α-乙酰乳酸酶脱羧酶的质量比为200～230:1。
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