CN114015203A - 一种大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法 - Google Patents
一种大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法,包括淀粉预处理，淀粉塑化造粒，制备吊绳；所述淀粉预处理为将植物淀粉，生物基润滑剂，反应助剂，增塑剂按一定比例投入到高速混合设备内充分混合均匀；制备的淀粉基全生物降解塑料吊绳的断裂伸长率能达到49.6%‑50.6%，拉伸强度能达到25.4‑28.4MPa；在堆肥条件下180天降解率可达95%以上，200天后会被微生物完全降解。
Description
技术领域
本发明涉及塑料吊绳生产技术领域，尤其是涉及一种大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法。
背景技术
塑料产品在给人类生活带来方便的同时，也给环境带来了严重的威胁。山东省作为大棚蔬菜种植大省，蔬菜种植过程中需要用到大量的塑料吊绳，普通的塑料吊绳在应用后存在回收困难，利用价值低，又污染环境的缺点。
虽然现在也有一些可降解的塑料吊绳产品，但是这些塑料吊绳易断裂，断裂伸长率低，如果添加其他功能助剂，提高塑料吊绳的强度，就会影响降解速度，所以，研发一种全生物降解的塑料吊绳，在提高断裂伸长率和强度的同时，提高降解速度，是目前急需解决的技术问题。
专利CN112391041A公开了一种淀粉基可降解环保塑料及其制备方法，该淀粉基可降解环保塑料的原料，按重量份计，包括聚乳酸树脂1.2-1.5份，聚氯乙烯0.5-0.7份，塑化剂0.3-0.4份，植物纤维0.2-0.4份，瓜尔胶0.6-0.8份，润滑剂0.3-0.6份，偶联剂0.5-0.6份，植物淀粉0.1-0.3份，增塑剂0.4-0.6份，稳定剂0.2-0.5份；该专利的不足：该塑料中含有聚氯乙烯，聚氯乙烯等不能生物降解的原料，丢弃到环境中后会对环境带来较大的污染。
发明内容
本发明提供一种大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，在提高断裂伸长率和强度的同时，提高降解速度，同时还能够有效避免淀粉在使用过程中的扬尘问题，减少环境压力。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，包括淀粉预处理，淀粉塑化造粒，制备吊绳。
所述淀粉预处理，将90-110份植物淀粉，0.5-2份生物基润滑剂，0.1-5份反应助剂，15-40份增塑剂按一定比例投入到高速混合设备内充分混合均匀，控制高速混合设备的转速为800-1200RPM，在室温下混合1-10min后得到混合原料。
植物淀粉为玉米淀粉，木薯淀粉，马铃薯淀粉，红薯淀粉，小麦淀粉，糯玉米淀粉中的一种或几种；
所述生物基润滑剂为石蜡，聚乙烯蜡，酯蜡，硬脂酸，PETS，氧化聚乙烯蜡，硬脂酸钙，硬脂酸锌中的一种或几种；
所述反应助剂为醋酸，VAC，辛烯基琥珀酸酐，硬脂酸，双氧水，柠檬酸，3-羟基-1,3,5戊三酸，1,4-丁二酸，1,6-己二酸，D-乳酸，L-乳酸，对苯二甲酸中的一种或几种；
所述增塑剂为乙二醇，己二醇，山梨醇，丙三醇，1,4-丁二醇，丁四醇，乙酰基柠檬酸三丁酯中的一种或几种；
所述淀粉塑化造粒，将混合原料加入到平行同向双螺杆挤出机料仓中，螺杆机各区温度为（85-95℃）-（95-105℃）-（105-110℃）-（110-120℃）-（115-125℃）-（120-130℃）-（130-135℃）-（135-145℃）-（135-145℃）-（130-140℃）-（130-140℃），螺杆机转速为190-210rpm，进行挤出造粒，得到淀粉基热塑母粒。
所述造粒的方式采用风冷磨面热切的造粒方式。
所述制备吊绳，将20份淀粉基热塑母粒，50-70份PBAT，10-30份PLA，0.1-0.5份润滑剂聚乙烯蜡，投入到高混机中混合均匀，控制高混机的混合速度为40-60rpm，混合时间为8-12min，然后将混合均匀的物料投入到扁丝拉丝机中加工进行吊绳的制备，加工温度设定为160-170℃，加工结束得到淀粉基全生物降解塑料吊绳。
所述淀粉基全生物降解塑料吊绳的断裂伸长率为49.6%-50.6%，拉伸强度为25.4-28.4MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，将植物淀粉先进行塑化改性和造粒处理，可提高淀粉与其它生降解树脂的相容性，增加淀粉在吊绳中的添加量，从而降低生物降解吊绳的原料成本，同时淀粉塑化后再使用可有效避免淀粉在使用过程中的扬尘问题，减少环境压力；
（2）本发明的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，淀粉母粒与PLA和PBAT可根据不同作物与种植环境进行灵活配比，通过调整淀粉母粒的比例可有效的调控吊绳的降解时间，解决了其它生物降解塑料降解周期长的问题，调整PLA和淀粉母粒的添加量可解决其它生物降解吊绳易断裂和断裂伸长率高的问题，断裂伸长率能达到49.6%-50.6%，拉伸强度能达到25.4-28.4MPa；
（3）本发明制备的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳，在堆肥条件下180天降解率可达95%以上，200天后会被微生物完全降解，降解物可随植物秸秆同时进行秸秆还田处理，无需进行回收，从而解决普通塑料吊绳难回收，不降解的难题，在大大节省了人工成本的同时减少了废弃塑料吊绳对环境的污染。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，具体如下：
1、将100份重量比为1:1的玉米淀粉和马铃薯淀粉的混合物，0.5份石蜡，0.5份PETS，2份L-乳酸，10份乙二醇和20份丙三醇的混合液体，通过失重秤和液体计量泵准确的加入到高速混合设备CM80中，高速混合设备CM80的转速为1000RPM，在室温下混合1min后加入到平行同向双螺杆挤出机料仓中，螺杆机各区温度为90℃-100℃-105℃-110℃-115℃-120℃-130℃-140℃-135℃-130℃-130℃，螺杆机转速为200rpm，进行挤出造粒，得到淀粉基热塑母粒，造粒方式采用风冷磨面热切的造粒方式。
2、将20份淀粉基热塑母粒，60份PBAT60，20份PLA，0.3份聚乙烯蜡，投入到高混机中混合均匀，高混机的混合速度为50rpm，时间为10min，然后将混合均匀的物料投入到扁丝拉丝机中加工进行吊绳的制备，扁丝拉丝机的加工温度为160℃。参考GB/T1040-2006标准，利用万能拉力机检测吊绳的拉伸强度为28.4MPa，断裂伸长率为50.6%。
实施例2
1、将100份玉米淀粉，0.5份硬脂酸，1份聚乙烯蜡，5份VAC，20份1,4-丁二醇和20份丙三醇的混合液体，通过失重秤和液体计量泵准确的加入到高速混合设备CM80中，高速混合设备CM80的转速为1000RPM，在室温下混合1min，加入到平行同向双螺杆挤出机料仓中，螺杆机各区温度为90℃-100℃-110℃-120℃-125℃-130℃-135℃-140℃-145℃-140℃-140℃，螺杆机转速为190rpm，进行挤出造粒，得到淀粉基热塑母粒，造粒方式采用风冷磨面热切的造粒方式。
2、将30份淀粉基热塑母粒，60份PBAT，30份PLA，0.3份润滑剂聚乙烯蜡，投入到高混机中混合均匀，高混机的混合速度为50rpm，时间为10min，然后将混合均匀的物料投入到扁丝拉丝机中加工进行吊绳的制备，高混机的加工温度为170℃，参考GB/T1040-2006标准，利用万能拉力机检测吊绳的拉伸强度为25.4MPa，断裂伸长率为49.6%。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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。
Claims (10)
1.一种大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，包括淀粉预处理，淀粉塑化造粒，制备吊绳。
2.根据权利要求1所述的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，所述淀粉预处理，将90-110份植物淀粉，0.5-2份生物基润滑剂，0.1-5份反应助剂，15-40份增塑剂按一定比例投入到高速混合设备内充分混合均匀，控制高速混合设备的转速为800-1200RPM，在室温下混合1-10min后得到混合原料。
3.根据权利要求2所述的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，植物淀粉为玉米淀粉，木薯淀粉，马铃薯淀粉，红薯淀粉，小麦淀粉，糯玉米淀粉中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，所述生物基润滑剂为石蜡，聚乙烯蜡，酯蜡，硬脂酸，PETS，氧化聚乙烯蜡，硬脂酸钙，硬脂酸锌中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，所述反应助剂为醋酸，VAC，辛烯基琥珀酸酐，硬脂酸，双氧水，柠檬酸，3-羟基-1,3,5戊三酸，1,4-丁二酸，1,6-己二酸，D-乳酸，L-乳酸，对苯二甲酸中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为乙二醇，己二醇，山梨醇，丙三醇，1,4-丁二醇，丁四醇，乙酰基柠檬酸三丁酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，所述淀粉塑化造粒，将混合原料加入到平行同向双螺杆挤出机料仓中，螺杆机各区温度为（85-95℃）-（95-105℃）-（105-110℃）-（110-120℃）-（115-125℃）-（120-130℃）-（130-135℃）-（135-145℃）-（135-145℃）-（130-140℃）-（130-140℃），螺杆机转速为190-210rpm，进行挤出造粒，得到淀粉基热塑母粒。
8.根据权利要求7所述的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，所述造粒的方式采用风冷磨面热切的造粒方式。
9.根据权利要求1所述的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，所述制备吊绳，将20份淀粉基热塑母粒，50-70份PBAT，10-30份PLA，0.1-0.5份润滑剂聚乙烯蜡，投入到高混机中混合均匀，控制高混机的混合速度为40-60rpm，混合时间为8-12min，然后将混合均匀的物料投入到扁丝拉丝机中加工进行吊绳的制备，加工温度设定为160-170℃，加工结束得到淀粉基全生物降解塑料吊绳。
10.根据权利要求9所述的大棚蔬菜栽培用淀粉基全生物降解塑料吊绳的制备方法，其特征在于，所述淀粉基全生物降解塑料吊绳的断裂伸长率为49.6%-50.6%，拉伸强度为25.4-28.4MPa。
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