CN113956626A - 一种可堆肥降解塑料薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可堆肥降解塑料薄膜及其制备方法，属于高分子材料技术领域，所述可堆肥降解塑料薄膜，按重量份计，包括以下原料：PBAT55‑80份、PGA5‑25份、偶联剂0.5‑1.5份、润滑剂0.5‑1.5份、生物质填料5‑30份、增塑剂2‑15份，所述可堆肥降解塑料薄膜制备方法，包括以下步骤：将不同含量的PBAT、PGA、生物质填料、增塑剂、偶联剂和润滑剂在低速混合设备中混合均匀得到预混料；将预混料通过双螺杆挤出机进行混炼、熔融、挤出和造粒，得到全生物降解塑料粒子；将全生物降解塑料粒子通过吹塑成型工艺制备成全生物降解的塑料薄膜，本发明中的可堆肥降解塑料薄膜的机械性能优异，降解率高。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种可堆肥降解塑料薄膜及其制备方法。
背景技术
1950年以来全球生产了约83亿吨塑料，仍在使用25亿吨，不再使用的塑料中有49亿吨被直接丢弃或填埋，只有1亿吨被重复回收利用。根据Our World in Data估计，截至2015年全球仍有55％的废弃塑料被丢弃，25％被焚化，只有20％被回收。世界半数以上的塑料最终还是难逃被直接填埋或流入自然环境的宿命，无论在陆地或海洋，常规塑料在自然界的完全分解需要数百年甚至更长时间，意味着这些白色垃圾会长期存在，而且会对水体和泥土造成较大的危害。
来自消费者的塑料垃圾难以完全收集和回收，将传统塑料替换为可降解塑料便是一个重要的可选方案。塑料的在自然中的降解过程主要有三步：(1)在日照、风化、氧气等因素下材料力学性能逐渐瓦解，高分子聚合物不断破碎粒径变小；(2)高分子聚合物大分子链断裂，分子量从原来的几万到几十万不等下降至数百；(3)最终塑料破碎为粒径小于5m的微粒，部分可进一步分解为CO2和H2O实现完全降解。对传统塑料而言，以上自然降解过程需要数世纪，相比目前垃圾堆积的速度可谓杯水车薪，但对可降解塑料而言，可以在特定条件下数十天到数月内实现较高的降解率，对此通过完全降解处理塑料垃圾变成一种可重复实现的处理方案。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明提供的是一种可堆肥降解塑料薄膜及其制备方法，解决了上述提到的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种可堆肥降解塑料薄膜，按重量份计，包括以下原料：
PBAT55-80份、PGA5-25份、偶联剂0.5-1.5份、润滑剂0.5-1.5份、生物质填料5-30份、增塑剂2-15份。
作为本发明进一步的方案：所述生物质填料为玉米淀粉、木薯淀粉中的其中一种。
作为本发明进一步的方案：所述生物质填料为玉米淀粉，其含水量14％，粒径100目，
白度＞90％。
作为本发明进一步的方案：所述增塑剂为环氧大豆油，其中环氧值≥6％。
作为本发明进一步的方案：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述偶联剂为硅烷偶联剂中的γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
作为本发明进一步的方案：所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡、丙烯酸与乙烯共聚蜡中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述润滑剂为丙烯酸与乙烯共聚蜡。
上述可堆肥降解塑料薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将5-30份生物质填料的脱水处理，将生物质填料在高速混合机中，温度设置80℃，转速400rpm高速混合24h；
生物质填料混合24h后，将高混机开至低速50rpm，温度设置80℃，在边搅拌的过程中缓慢加入5-15份增塑剂，加入完毕，高混机开至400rpm，混合30min；
将55-80份PBAT、5-25份PGA、0.5-1.5份偶联剂和0.5-1.5份润滑剂加入高混机中，开至高速400rpm，温度设置25℃，混合15min，得到预混料；
将预混料加入TSE75双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到全生物降解颗粒；
将全生物降解颗粒采用低压吹膜工艺制备得到可堆肥降解塑料薄膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种可堆肥降解塑料薄膜及其制备方法，本发明中的可堆肥降解塑料薄膜的机械性能优异，降解率高。
具体实施方式
实施例1
将10份玉米淀粉加入高速混合机中，在80℃下，400rpm转速下，共混脱水24h；之后将高混机转速调至50rpm，在此转速下边搅拌边加入4份环氧大豆油，加入完毕后，将高混机转速开至400rpm，混合30mi；再逐次加入64份PBAT、20份PGA、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1份丙烯酸与乙烯共聚蜡，高混机设置25℃，400rpm转速下共混15min，共混均匀后加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到全生物降解颗粒，再将全生物降解颗粒加入低压吹膜机进行挤出吹膜，得到可堆肥降解塑料薄膜。
挤出造粒加工参数如下：
设备：TSE-75型PBAT专用双螺杆挤出造粒机，L/D＝48:1
温度分布：100/130/155/175/175/175/175/175/175/175/170/165
螺杆转速：60-600rpm
吹塑薄膜加工参数如下：
温度分布：150/160/170/175/165/150℃
收卷速度：3-7m/min
螺杆转速：15-60rpm
实施例2
将15份玉米淀粉加入高速混合机中，在80℃下，400rpm转速下，共混脱水24h；之后将高混机转速调至50rpm，在此转速下边搅拌边加入8份环氧大豆油，加入完毕后，将高混机转速开至400rpm，混合30mi；再逐次加入60份PBAT、15份PGA、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1份丙烯酸与乙烯共聚蜡，高混机设置25℃，400rpm转速下共混15min，共混均匀后加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到全生物降解颗粒，再将全生物降解颗粒加入低压吹膜机进行挤出吹膜，得到可堆肥降解塑料薄膜。
挤出造粒加工参数如下：
设备：TSE-75型PBAT专用双螺杆挤出造粒机，L/D＝48:1
温度分布：100/130/155/175/175/175/175/175/175/175/170/165
螺杆转速：60-600rpm
吹塑薄膜加工参数如下：
温度分布：150/160/170/175/165/150℃
收卷速度：3-7m/min
螺杆转速：15-60rpm
实施例3
将20份玉米淀粉加入高速混合机中，在80℃下，400rpm转速下，共混脱水24h；之后将高混机转速调至50rpm，在此转速下边搅拌边加入12份环氧大豆油，加入完毕后，将高混机转速开至400rpm，混合30mi；再逐次加入55份PBAT、10份PGA、1.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1.5份丙烯酸与乙烯共聚蜡，高混机设置25℃，400rpm转速下共混15min，共混均匀后加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到全生物降解颗粒，再将全生物降解颗粒加入低压吹膜机进行挤出吹膜，得到可堆肥降解塑料薄膜。
挤出造粒加工参数如下：
设备：TSE-75型PBAT专用双螺杆挤出造粒机，L/D＝48:1
温度分布：100/130/155/175/175/175/175/175/175/175/170/165
螺杆转速：60-600rpm
吹塑薄膜加工参数如下：
温度分布：150/160/170/175/165/150℃
收卷速度：3-7m/min
螺杆转速：15-60rpm
对比例1
将20份玉米淀粉加入高速混合机中，在80℃下，400rpm转速下，共混脱水24h；之后将高混机转速调至50rpm，在此转速下边搅拌边加入12份环氧大豆油，加入完毕后，将高混机转速开至400rpm，混合30mi；再逐次加入66份PBAT、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1份丙烯酸与乙烯共聚蜡，高混机设置25℃，400rpm转速下共混15min，共混均匀后加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到全生物降解颗粒，再将全生物降解颗粒加入低压吹膜机进行挤出吹膜，得到可堆肥降解塑料薄膜。
挤出造粒加工参数如下：
设备：TSE-75型PBAT专用双螺杆挤出造粒机，L/D＝48:1
温度分布：100/130/155/175/175/175/175/175/175/175/170/165
螺杆转速：60-600rpm
吹塑薄膜加工参数如下：
温度分布：150/160/170/175/165/150℃
收卷速度：3-7m/min
螺杆转速：15-60rpm
对比例2
将78份PBAT、20份PGA、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1份丙烯酸与乙烯共聚蜡，高混机设置25℃，400rpm转速下共混15min，共混均匀后加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到全生物降解颗粒，再将全生物降解颗粒加入低压吹膜机进行挤出吹膜，得到可堆肥降解塑料薄膜。
挤出造粒加工参数如下：
设备：TSE-75型PBAT专用双螺杆挤出造粒机，L/D＝48:1
温度分布：100/130/155/175/175/175/175/175/175/175/170/165
螺杆转速：60-600rpm
吹塑薄膜加工参数如下：
温度分布：150/160/170/175/165/150℃
收卷速度：3-7m/min
螺杆转速：15-60rpm
综上所述：本发明提供了一种可堆肥降解塑料薄膜及其制备方法，本发明中的可堆肥降解塑料薄膜的机械性能优异，降解率高。
Claims (9)
1.一种可堆肥降解塑料薄膜，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
PBAT55-80份、PGA5-25份、偶联剂0.5-1.5份、润滑剂0.5-1.5份、生物质填料5-30份、增塑剂2-15份。
2.根据权利要求1所述的一种可堆肥降解塑料薄膜，其特征在于，所述生物质填料为玉米淀粉、木薯淀粉中的其中一种。
3.根据权利要求2所述的一种可堆肥降解塑料薄膜，其特征在于，所述生物质填料为玉米淀粉，其含水量14％，粒径100目，白度＞90％。
4.根据权利要求1所述的一种可堆肥降解塑料薄膜，其特征在于，所述增塑剂为环氧大豆油，其中环氧值≥6％。
5.根据权利要求1所述的一种可堆肥降解塑料薄膜，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种可堆肥降解塑料薄膜，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂中的γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
7.根据权利要求4所述的一种可堆肥降解塑料薄膜，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡、丙烯酸与乙烯共聚蜡中的一种。
8.根据权利要求7所述的一种可堆肥降解塑料薄膜，其特征在于，所述润滑剂为丙烯酸与乙烯共聚蜡。
9.一种如权利要求1-8任一所述的一种可堆肥降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将5-30份生物质填料的脱水处理，将生物质填料在高速混合机中，温度设置80℃，转速400rpm高速混合24h；
生物质填料混合24h后，将高混机开至低速50rpm，温度设置80℃，在边搅拌的过程中缓慢加入5-15份增塑剂，加入完毕，高混机开至400rpm，混合30min；
将55-80份PBAT、5-25份PGA、0.5-1.5份偶联剂和0.5-1.5份润滑剂加入高混机中，开至高速400rpm，温度设置25℃，混合15min，得到预混料；
将预混料加入TSE75双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到全生物降解颗粒；
将全生物降解颗粒采用低压吹膜工艺制备得到可堆肥降解塑料薄膜。
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