CN114654852A - 一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜及制备方法和用途 - Google Patents
一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜及制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114654852A CN114654852A CN202210287574.6A CN202210287574A CN114654852A CN 114654852 A CN114654852 A CN 114654852A CN 202210287574 A CN202210287574 A CN 202210287574A CN 114654852 A CN114654852 A CN 114654852A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- food
- core layer
- composite film
- poly
- terephthalic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 235000013305 food Nutrition 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title abstract description 19
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims abstract description 47
- ZMKVBUOZONDYBW-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxecane-2,5-dione Chemical compound O=C1CCC(=O)OCCCCO1 ZMKVBUOZONDYBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 claims description 47
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 claims description 47
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 27
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 22
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- KQIQJFPCKQNXSA-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol;titanium Chemical group [Ti].CCCC(O)O KQIQJFPCKQNXSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000010096 film blowing Methods 0.000 claims description 9
- -1 polybutylene succinate Polymers 0.000 claims description 9
- 238000010101 extrusion blow moulding Methods 0.000 claims description 7
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000002361 compost Substances 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 claims description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 2
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 claims description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)Cl QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 125000001140 1,4-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:2])=C([H])C([H])=C1[*:1] 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000005003 food packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920006126 semicrystalline polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
- B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
- B29C55/28—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of blown tubular films, e.g. by inflation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
- B65D65/02—Wrappers or flexible covers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
- B65D65/38—Packaging materials of special type or form
- B65D65/46—Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
- B65D65/466—Bio- or photodegradable packaging materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
- B65D85/30—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for articles particularly sensitive to damage by shock or pressure
- B65D85/36—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for articles particularly sensitive to damage by shock or pressure for bakery products, e.g. biscuits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/716—Degradable
- B32B2307/7163—Biodegradable
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2439/00—Containers; Receptacles
- B32B2439/70—Food packaging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Wrappers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜及制备方法和用途。复合膜包括芯层和位于芯层两侧的外层，所述外层将芯层夹在中间，所述芯层的材料为聚对苯二甲酸‑共‑丁二酸丁二醇酯(PBST)，所述外层的材料为聚丁二酸丁二醇脂(PBS)。所述复合膜的横截面中，所述芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为(1‑2)：1。制备方法包括：将聚对苯二甲酸‑共‑丁二酸丁二醇酯切片和聚丁二酸丁二醇脂切片进行复合拉膜，使聚对苯二甲酸‑共‑丁二酸丁二醇酯形成芯层，聚丁二酸丁二醇脂形成两侧的外层，得到复合膜。本发明的复合膜，成本低，力学性能高，可完全生物降解，符合食品级要求，能更好的满足食品包装领域的要求。
Description
技术领域
本发明属于复合膜技术领域，具体地说，涉及一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜及制备方法和用途。
背景技术
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种高分子化合物，结构式是H-[O(CH2)4OOC(CH2)2CO]n-OH，为白色半结晶型聚合物。其结构单元中含有易水解的酯基，在堆肥等接触特定微生物等条件下，易被自然界中的多种微生物或动、植物内的酶分解、代谢，最终形成CO2和H2O，即可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的合成原料来源既可以是石油资源，也可以通过生物资源发酵得到，目前已经实现规模化生产。PBS用途十分广泛，例如可用于可生物降解纤维，可生物降解膜以及塑料制品的制备等。另外，PBS还可用作食品包装材料等领域，但由于其制造成本比较高，在一些更广泛食品包装领域受到一定限制。因此，如何制备一种可生物降解的、低成本的、可与食品接触的膜是需要解决的问题。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜及制备方法和用途。本发明的复合膜，成本低廉，力学性能高，可完全生物降解，符合食品级要求，能更好的满足食品包装领域的要求。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
本发明的第一目的是提供一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜，复合膜包括芯层和位于芯层两侧的外层，所述外层将芯层夹在中间，所述芯层的材料为聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯，所述外层的材料为聚丁二酸丁二醇脂。
聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯(PBST)具有优异的可生物降解性，且目前市场价格比PBS低许多，容易成膜加工，但由于其生产过程复杂，所以很难制备出食品级的PBST切片，导致其很难广泛应用在食品包装领域。
本发明的复合膜，为三明治结构，芯层由聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯(PBST)制成，两侧的外层由聚丁二酸丁二醇脂(PBS)制成。PBST具有良好的生物降解性能，且相对PBS来说，价格低得多。以PBST制成芯层，能够大大降低成本，且不会直接与食品接触，使得复合膜能够应用于一些场景，并且能够完全生物降解，对环境友好，能够可持续发展。以PBS制成包裹芯层的外层，使得复合膜能够保留PBS膜的特性，韧性好，可以与食品接触。如此，本发明的复合膜力学性能高，韧性好，可完全生物降解，成本低，符合食品级要求，能更好的满足食品包装领域的要求。
进一步的方案，所述复合膜的横截面中，所述芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为(1.0-2.0)：1；
优选的，所述芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为(1.6-2.0)：1；
优选的，所述复合膜的横截面中，所述芯层与上下两侧的外层平行排列。
本发明中，所述芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为(1.0-2.0)：1时，能够使复合膜具有更优的力学性能，韧性好，还能够达到降低生产成本的目的。与纯的PBS膜相比，本发明的复合膜成本能够大大降低。PBS原料的价格是45000元/吨，PBST的价格17000元/吨，芯层部分为PBST，可以有效降低复合膜产品的价格。
进一步的方案，复合膜的拉伸强度为35-45MPa，断裂伸长率为200％～300％，撕裂强度130-200/KN.m-1，在堆肥降解条件下，120天降解率为70-80％。
本发明的复合膜，韧性好，综合力学性能好，且基本能够完全生物降解，对环境友好，符合可持续发展的政策。
本发明的第二目的是提供一种如上所述的可与食品接触低成本可生物降解复合膜的制备方法，包括：
将聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯切片和聚丁二酸丁二醇脂切片进行复合拉膜，使聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯形成芯层，聚丁二酸丁二醇脂形成两侧的外层，得到可与食品接触低成本可生物降解复合膜。
所述聚丁二酸丁二醇脂切片为食品级，熔融指数为2.0-5.0g/10min，优选熔融指数为4.0-5.0g/10min；灰分含量小于0.1％，优选灰分含量小于0.05％。
在使用前，将聚丁二酸丁二醇脂切片进行真空干燥，所述真空干燥的条件包括：真空干燥的温度为90-100℃，干燥时间为12h～16h；真空度为30-100Pa，优选30-50Pa。
进一步的方案，所述聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯切片的制备方法包括：
(1)将对苯二甲酸、丁二酸、丁二醇和催化剂混合，在160-180℃进行酯化反应，酯化率达到49.3-49.9％后继续升温至200-205℃，继续酯化反应，酯化率达到99.5-99.9％时酯化反应结束；
(2)升温到240℃，进行预缩聚反应20-40分钟；然后缓慢抽真空，高真空度控制在10-20Pa，温度为250-260℃下进行缩聚反应，特性粘数达到1.30～1.35dL/g时，出料，经过切粒，真空干燥，得到干燥后的膜级的PBST共聚物切片；
优选的，真空干燥的条件包括：温度为100℃～105℃，干燥时间为25h～36h；真空度为30-100Pa，优选30-50Pa。
所述对苯二甲酸与丁二酸摩尔比为1：1.39；
优选的，所述对苯二甲酸和丁二酸的总摩尔数与丁二醇的摩尔数的比值为1.00：(1.32～1.42)，优选地，比值为1.00:(1.38～1.40)。
优选的，催化剂加入的摩尔量为对苯二甲酸和丁二酸的总摩尔量的0.06～0.08％，优选为0.06～0.07％；
优选的，所述催化剂为丁二醇钛，所述丁二醇钛的纯度为99.8-99.9％。
本发明中，PBST作为芯层，不会直接与食品接触，要求较低，且本发明提供的制备方法简单易行，容易操作实现。
测定所述PBST共聚物特性粘数的方法包括以下步骤：
将质量比为1∶1的苯酚和四氯乙烷配置成溶剂；
将所述PBST共聚物加入到所述溶剂中，配置成含量为0.1g/dL的溶液；
在25℃条件下，应用乌氏黏度剂测定特性粘数。
进一步的方案，复合拉膜的过程采用控制吹膜装置吹塑；
复合吹膜的工艺条件包括：上侧和下侧的外层的温度均为130℃；芯层的温度为160℃；吹膜装置主机螺杆转速为300rpm；牵引速度为5-8m/min,优选5-7m/min；吹胀比为4.0-5.0,优选4.0-4.5；
三层共挤吹塑制备出可与食品接触低成本可生物降解复合膜。
本发明的第三目的是提供一种如上所述的可与食品接触低成本可生物降解复合膜在制备食品包装中的用途。本发明的复合膜，可与食品接触，可完全生物降解，可以广泛应用于食品包装领域，如面包，蛋糕等包装场合，不会产生白色污染，符合当代绿色环保地发展潮流。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的复合膜，为三明治结构，芯层由聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯(PBST)制成，两侧的外层由聚丁二酸丁二醇脂(PBS)制成。PBST具有良好的生物降解性能，且相对PBS来说，价格低得多。以PBST制成芯层，能够大大降低成本，使得复合膜能够应用于一些场景，并且能够完全生物降解，对环境友好，能够可持续发展。以PBS制成包裹芯层的外层，使得复合膜能够保留PBS膜的特性，韧性好，可以与食品接触。如此，本发明的复合膜撕裂强度提高，伸长率好，可完全生物降解，成本低，符合食品级要求，能更好的满足食品包装领域的要求。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明的可与食品接触低成本可生物降解复合膜的横截面结构示意图；
其中，1为PBS制成的外层(上层)，2为PBST制成的芯层，3为PBS制成的外层(下层)。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
拉伸强度，断裂伸长率的测试标准为：ISO11566-1996；
撕裂强度测试标准：GB/T16578.2-2009
降解速率测试标准：ISO14855-1：2005，
食品级要求测试标准：Regulation(EU)No10/2011。
测定所述PBST共聚物特性粘数的方法包括以下步骤：
将质量比为1∶1的苯酚和四氯乙烷配置成溶剂；将所述PBST共聚物加入到所述溶剂中，配置成含量为0.1g/dL的溶液；在25℃条件下，应用乌氏黏度剂测定特性粘数。
实施例1
1.1选择食品级PBS切片
食品级PBS，白色颗粒，熔融指数2.0g/10min，灰分含量0.05％。
将食品级PBS切片进行真空干燥，得到干燥后的食品级PBS切片，其中，真空干燥的温度为90℃，干燥时间为16h；真空度为30Pa。
1.2制备PBST切片
(1)将对苯二甲酸、丁二酸、丁二醇和催化剂混合，加入聚合反应釜中；对苯二甲酸与丁二酸的摩尔比为1：1.39，对苯二甲酸和丁二酸的总摩尔量与丁二醇的摩尔比为1.00：1.34。催化剂为丁二醇钛(纯度为99.9％)，加入丁二醇钛的摩尔量为对丁二酸和对苯二甲酸的总摩尔量的0.06％；在160℃进行酯化反应，酯化率达到49.5％；继续升温200℃继续酯化反应，酯化率达到99.5％，酯化反应结束。
(2)升温到240℃，进行预缩聚反应20分钟；然后缓慢抽真空，升温至250℃，高真空度控制在20Pa进行缩聚反应，特性粘数为1.30dL/g时，进行出料，经过切粒，得到所述膜级PBST共聚物。制得的膜级PBST共聚物切片，进行真空干燥，得到干燥后的膜级PBST共聚物切片。真空干燥的条件包括：温度为100℃，干燥时间为25h；真空度为30Pa。
1.3复合吹膜
复合吹膜的工艺条件包括：
外层(上层)，芯层，外层(下层)三区的各段温度分别为130℃，160℃，130℃；
吹膜装置主机螺杆转速：300rpm，牵引速度为：6m/min，吹胀比为4.0，三层共挤吹塑复合膜的厚度为30微米，芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为1：1。
本实施例制备的复合膜的性能参数见表1。
实施例2
2.1选择食品级PBS切片
食品级PBS，白色颗粒，熔融指数3.0g/10min，灰分含量0.05％。
将食品级PBS切片进行真空干燥，得到干燥后的食品级PBS切片，其中，真空干燥的温度为90℃，干燥时间为16h；真空度为30Pa。
2.2制备PBST切片
(1)将对苯二甲酸、丁二酸、丁二醇和催化剂混合，加入聚合反应釜中；对苯二甲酸与丁二酸的摩尔比为1：1.39，对苯二甲酸和丁二酸的总摩尔量与丁二醇的摩尔比为1.00：1.34。催化剂为丁二醇钛(纯度为99.9％)，加入丁二醇钛的摩尔量为对丁二酸和对苯二甲酸的总摩尔量的0.06％；在160℃进行酯化反应，酯化率达到49.5％；继续升温200℃继续酯化反应，酯化率达到99.5％，酯化反应结束。
(2)升温到240℃，进行预缩聚反应20分钟；然后缓慢抽真空，升温至250℃，高真空度控制在15Pa进行缩聚反应，特性粘数为1.33dL/g时，进行出料，经过切粒，得到所述膜级PBST共聚物。制得的膜级PBST共聚物切片，进行真空干燥，得到干燥后的膜级PBST共聚物切片。真空干燥的条件包括：温度为100℃，干燥时间为25h；真空度为30Pa。
2.3复合吹膜
复合吹膜的工艺条件包括：
外层(上层)，芯层，外层(下层)三区的各段温度分别为130℃，160℃，130℃；
吹膜装置主机螺杆转速：300rpm，牵引速度为：6m/min，吹胀比为4.0，三层共挤吹塑复合膜的厚度为30微米，芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为1.4：1。
本实施例制备的复合膜的性能参数见表1。
实施例3
3.1选择食品级PBS切片
食品级PBS，白色颗粒，熔融指数4.0g/10min，灰分含量0.05％。
将食品级PBS切片进行真空干燥，得到干燥后的食品级PBS切片，其中，真空干燥的温度为90℃，干燥时间为16h；真空度为30Pa。
3.2制备PBST切片
(1)将对苯二甲酸、丁二酸、丁二醇和催化剂混合，加入聚合反应釜中；对苯二甲酸与丁二酸的摩尔比为1：1.39，对苯二甲酸和丁二酸的总摩尔量与丁二醇的摩尔比为1.00：1.34。催化剂为丁二醇钛(纯度为99.9％)，加入丁二醇钛的摩尔量为对丁二酸和对苯二甲酸的总摩尔量的0.06％；在160℃进行酯化反应，酯化率达到49.5％；继续升温200℃继续酯化反应，酯化率达到99.5％，酯化反应结束。
(2)升温到240℃，进行预缩聚反应20分钟；然后缓慢抽真空，升温至250℃，高真空度控制在10Pa进行缩聚反应，特性粘数为1.35dL/g时，进行出料，经过切粒，得到所述膜级PBST共聚物。制得的膜级PBST共聚物切片，进行真空干燥，得到干燥后的膜级PBST共聚物切片。真空干燥的条件包括：温度为100℃，干燥时间为25h；真空度为30Pa。
3.3复合吹膜
复合吹膜的工艺条件包括：
外层(上层)，芯层，外层(下层)三区的各段温度分别为130℃，160℃，130℃；
吹膜装置主机螺杆转速：300rpm，牵引速度为：6m/min，吹胀比为4.0，三层共挤吹塑复合膜的厚度为30微米,芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为1.8：1。
本实施例制备的复合膜的性能参数见表1。
对比例1
1.1食品级PBS切片的选择
食品级PBS，白色颗粒，熔融指数2.0g/10min，灰分含量0.05％。
将食品级PBS切片进行真空干燥，得到干燥后的食品级PBS切片，其中，真空干燥的温度为90℃，干燥时间为16h；真空度为30Pa。
1.2吹膜
复合吹膜的工艺条件包括：
外层(上层)，芯层，外层(下层)三区的各段温度分别为130℃，160℃，130℃
吹膜装置主机螺杆转速：300rpm，牵引速度为：6m/min，吹胀比4.0；
三层共挤吹塑复合膜的厚度为30微米。
其中，外层(上层)，芯层，外层(下层)的原料都是干燥后的食品级PBS切片。
本对比例制备的复合膜的性能参数见表1。
对比例2
3.1选择食品级PBS切片
食品级PBS，白色颗粒，熔融指数4.0g/10min，灰分含量0.05％。
将食品级PBS切片进行真空干燥，得到干燥后的食品级PBS切片，其中，真空干燥的温度为90℃，干燥时间为16h；真空度为30Pa。
3.2制备PBST切片
(1)将对苯二甲酸、丁二酸、丁二醇和催化剂混合，加入聚合反应釜中；对苯二甲酸与丁二酸的摩尔比为1：1.39，对苯二甲酸和丁二酸的总摩尔量与丁二醇的摩尔比为1.00：1.34。催化剂为丁二醇钛(纯度为99.9％)，加入丁二醇钛的摩尔量为对丁二酸和对苯二甲酸的总摩尔量的0.06％；在160℃进行酯化反应，酯化率达到49.5％；继续升温200℃继续酯化反应，酯化率达到99.5％，酯化反应结束。
(2)升温到240℃，进行预缩聚反应20分钟；然后缓慢抽真空，升温至250℃，高真空度控制在10Pa进行缩聚反应，特性粘数为1.35dL/g时，进行出料，经过切粒，得到所述膜级PBST共聚物。制得的膜级PBST共聚物切片，进行真空干燥，得到干燥后的膜级PBST共聚物切片。真空干燥的条件包括：温度为100℃，干燥时间为25h；真空度为30Pa。
3.3复合吹膜
复合吹膜的工艺条件包括：
外层(上层)，芯层，外层(下层)三区的各段温度分别为130℃，160℃，130℃；
吹膜装置主机螺杆转速：300rpm，牵引速度为：6m/min，吹胀比为4.0，三层共挤吹塑复合膜的厚度为30微米,芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为0.5：1。
本实施例制备的复合膜的性能参数见表1。
表1实施例和对比例的复合膜的性能指标表
由表1中可以看出，所制得的可与食品接触低成本可生物降解复合膜力学性能提高，撕裂强度提高，伸长率变好。
与对比例1制备的PBS膜相比，本发明的实施例1-3制备的复合膜的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率相应提高，即本发明的复合膜的力学性能提高，优于PBS膜，强度高，韧性好。同时，本发明的复合膜成本更加低廉，可生物降解，符合食品级要求，能更好的满足食品包装领域的要求，扩宽了应用范围。
对比例2中芯层的横截面积与外层的横截面积的比值为0.5：1，不在本发明的范围内，对比例2制备的复合膜的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率基本与对比例1相当，低于本发明的实施例1-3。
因此，本发明中，所述芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为(1.0-2.0)：1时，能够使复合膜具有更优的力学性能，韧性好，还能够达到降低生产成本的目的。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜，其特征在于，复合膜包括芯层和位于芯层两侧的外层，所述外层将芯层夹在中间，所述芯层的材料为聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯，所述外层的材料为聚丁二酸丁二醇脂。
2.根据权利要求1所述的可与食品接触低成本可生物降解复合膜，其特征在于，所述复合膜的横截面中，所述芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为(1.0-2.0)：1；
优选的，所述芯层的横截面积与所述外层的横截面积的比值为(1.6-2.0)：1；
优选的，所述复合膜的横截面中，所述芯层与两侧的外层平行排列。
3.根据权利要求1或2所述的可与食品接触低成本可生物降解复合膜，其特征在于，复合膜的拉伸强度为35-45MPa，断裂伸长率为200％～300％，撕裂强度130-200/KN.m-1，在堆肥降解条件下，120天降解率为70-80％。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的可与食品接触低成本可生物降解复合膜的制备方法，其特征在于，包括：
将聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯切片和聚丁二酸丁二醇脂切片进行复合拉膜，使聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯形成芯层，聚丁二酸丁二醇脂形成两侧的外层，得到可与食品接触低成本可生物降解复合膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚丁二酸丁二醇脂切片为食品级，熔融指数为2.0-5.0g/10min，优选熔融指数为4.0-5.0g/10min；灰分含量小于0.1％，优选灰分含量小于0.05％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在使用前，将聚丁二酸丁二醇脂切片进行真空干燥，所述真空干燥的条件包括：真空干燥的温度为90-100℃，干燥时间为12h～16h；真空度为30-100Pa，优选30-50Pa。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯切片的制备方法包括：
(1)将对苯二甲酸、丁二酸、丁二醇和催化剂混合，在160-180℃进行酯化反应，酯化率达到49.3-49.9％后继续升温至200-205℃，继续酯化反应，酯化率达到99.5-99.9％时酯化反应结束；
(2)升温到240℃，进行预缩聚反应20-40分钟；然后缓慢抽真空，升温至250-260℃，真空度控制在10-20Pa，进行缩聚反应，特性粘数达到1.30～1.35dL/g时，出料，经过切粒，真空干燥，得到干燥后的膜级的PBST共聚物切片；
优选的，真空干燥的条件包括：温度为100℃～105℃，干燥时间为25h～36h；真空度为30-100Pa，优选30-50Pa。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述对苯二甲酸与丁二酸摩尔比为1：1.39；
优选的，所述对苯二甲酸和丁二酸的总摩尔量与丁二醇的摩尔比为1.00：(1.32～1.42)，优选地，比值为1.00:(1.38～1.40)。
优选的，催化剂加入的摩尔量为对苯二甲酸和丁二酸的总摩尔量的0.06～0.08％，优选为0.06～0.07％；
优选的，所述催化剂为丁二醇钛，所述丁二醇钛的纯度为99.8-99.9％。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，复合拉膜的过程采用控制吹膜装置吹塑；
复合吹膜的工艺条件包括：上侧和下侧的外层的温度均为130℃；芯层的温度为160℃；吹膜装置主机螺杆转速为300rpm；牵引速度为5-8m/min,优选5-7m/min；吹胀比为4.0-5.0,优选4.0-4.5；
三层共挤吹塑制备出可与食品接触低成本可生物降解复合膜。
10.一种如权利要求1-3任意一项所述的可与食品接触低成本可生物降解复合膜在制备食品包装中的用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210287574.6A CN114654852A (zh) | 2022-03-22 | 2022-03-22 | 一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜及制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210287574.6A CN114654852A (zh) | 2022-03-22 | 2022-03-22 | 一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜及制备方法和用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114654852A true CN114654852A (zh) | 2022-06-24 |
Family
ID=82031460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210287574.6A Pending CN114654852A (zh) | 2022-03-22 | 2022-03-22 | 一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜及制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114654852A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000000780A (ko) * | 1998-06-03 | 2000-01-15 | 성재갑 | 생분해성 공중합 폴리에스테르 제조 방법 |
| CN111116874A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 重庆晟淦新材料科技有限公司 | 一种生物可降解pbst共聚酯及其合成方法 |
| FR3098443A1 (fr) * | 2019-07-12 | 2021-01-15 | Qingdao Zhoushi Plastic Packaging Co., Ltd | Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, sa technologie de traitement et son application |
| CN113234213A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-10 | 中国纺织科学研究院有限公司 | Pbst聚合物、制备方法用途及农用地膜 |
| CN113278137A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-20 | 中国纺织科学研究院有限公司 | 可生物降解pbst聚合物、其制备方法、用途、农用地膜和制备方法 |
| CN114016158A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-08 | 中国纺织科学研究院有限公司 | 挺阔性pbst与聚乳酸复合纤维、其制备方法、用途和手术服装 |
| CN114193891A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-18 | 厦门长塑实业有限公司 | 一种双向拉伸生物降解聚酯复合热封薄膜及其制备方法与应用 |
-
2022
- 2022-03-22 CN CN202210287574.6A patent/CN114654852A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000000780A (ko) * | 1998-06-03 | 2000-01-15 | 성재갑 | 생분해성 공중합 폴리에스테르 제조 방법 |
| FR3098443A1 (fr) * | 2019-07-12 | 2021-01-15 | Qingdao Zhoushi Plastic Packaging Co., Ltd | Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, sa technologie de traitement et son application |
| CN111116874A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 重庆晟淦新材料科技有限公司 | 一种生物可降解pbst共聚酯及其合成方法 |
| CN113234213A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-10 | 中国纺织科学研究院有限公司 | Pbst聚合物、制备方法用途及农用地膜 |
| CN113278137A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-20 | 中国纺织科学研究院有限公司 | 可生物降解pbst聚合物、其制备方法、用途、农用地膜和制备方法 |
| CN114016158A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-08 | 中国纺织科学研究院有限公司 | 挺阔性pbst与聚乳酸复合纤维、其制备方法、用途和手术服装 |
| CN114193891A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-18 | 厦门长塑实业有限公司 | 一种双向拉伸生物降解聚酯复合热封薄膜及其制备方法与应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3404067B1 (en) | Plasticised biodegradable polyester film and preparation method therefor | |
| CA3020635C (en) | Compositions containing new polyester | |
| US11767425B2 (en) | Polymer composition for the manufacture of thermoformed articles | |
| CN108822514B (zh) | 一种完全生物降解聚乳酸基吹塑薄膜及其制备方法 | |
| CN112375214B (zh) | 一种含杂原子高阻隔生物降解共聚酯及其制备方法和应用 | |
| CN102174201B (zh) | 用于制造高光泽度厚壁制品的改性共聚酯材料及制备方法 | |
| CN106751568B (zh) | 一种抗菌pbat/pla复合膜及其制备方法 | |
| CN111763413A (zh) | 可完全生物降解聚酯共混物及其制备方法 | |
| CN113429762A (zh) | 一种淀粉/聚乳酸/pbat纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN114654852A (zh) | 一种可与食品接触低成本可生物降解复合膜及制备方法和用途 | |
| CN109553809B (zh) | 一种高韧性pbs/淀粉复合材料及其制备方法 | |
| CN116144149A (zh) | 一种刚韧平衡的聚乳酸基生物降解材料及其制备方法 | |
| CN112662147A (zh) | 一种高性能三元复配生物降解薄膜 | |
| CN115558264B (zh) | 一种非反应性增容pla/pbat复合材料及其制备方法 | |
| CN112898747B (zh) | 一种抗吸湿性强的可降解聚乳酸餐具的制备方法 | |
| KR20230080341A (ko) | 생분해성 고분자 | |
| CN117844200A (zh) | 一种绿色高效的高性能木质素基复合薄膜材料及其制备方法 | |
| CN117024933A (zh) | 一种生物降解复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN116355327A (zh) | 一种可降解pvc薄膜及胶带的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |