CN114656761A - 一种生物降解塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种生物降解塑料及其制备方法,涉及塑料制品生产的技术领域，其中，一种生物降解塑料，包括PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末。本申请具有提高生物降解塑料的阻隔性能的效果。
Description
技术领域
本申请涉及塑料制品生产的技术领域，尤其是涉及一种生物降解塑料及其制备方法。
背景技术
生物降解塑料指的是在细菌、真菌以及藻类等自然界存在的微生物作用下能发生化学、生物、物理或酶解的高分子材料，被广泛应用于包装材料、药物载体以及组织工程等领域。但是，由于生物降解塑料本身材料的特性，使得其水汽透过率以及阻氧效果等阻隔性能较差。
目前，通过在生物降解塑料的表面涂覆乙烯醇、二氧化碳聚合物等物质来提高生物降解塑料的阻隔性能；但是，由于上述处理都是在塑料的表面进行加工，对于塑料制品阻隔性能的提高效果有限，并且还会对生物降解塑料的降解性能造成影响。
发明内容
为了提高生物降解塑料的阻隔性能，本申请提供一种生物降解塑料及其制备方法。
本申请提供的一种生物降解塑料采用如下的技术方案：
一种生物降解塑料，包括PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末。
通过采用上述技术方案，在生物降解塑料中加入硅土粉末，使得PBAT以及PLA所组成的基体呈二维连续层状结构，进而延长气体或溶剂分子在塑料中的扩散路径，进而实现提高阻隔性能的效果。
优选的，所述硅土粉末的制备包括以下步骤：
S1、将硅土原料进行破碎、粗磨和筛分得到硅土粉体；
S2、将硅土粉体、研磨介质以及改性磁颗粒分散到水中，搅拌均匀得到硅土浆料；
S3、对硅土浆料进行细磨；
S4过滤研磨介质，并使用永磁铁回收改性磁颗粒；
S5、对硅土浆料进行干燥造粒，得到硅土粉末。
通过采用上述技术方案，使用湿法对硅土原料进行研磨，并在研磨的过程中加入改性磁颗粒，硅土矿石本身为层状结构，层结构之间通过分子间相互作用力保持稳定，湿磨过程中加入的改性磁颗粒可破坏层结构之间的相对作用力，形成片层的富集；将富集有片层的硅土粉末加入生物降解塑料中，有利于二维连续层状结构的形成；并且研磨完成后可利用改性磁颗粒本身具有的磁性实现对其的回收再利用。
优选的，所述改性磁颗粒的制备具体包括以下步骤：
S1、将乙酰丙酮铁、1，2-十二烷二醇、油胺、油酸以及苯醚依次加入烧瓶中，抽真空5min；
S2、升温至108-112℃，继续抽真空；
S3、在氩气的保护下，升温至195-205℃，反应1h；
S4、迅速降温至108-112℃，抽真空；
S5、在氩气的保护下，升温至295-305℃，反应1h；
S6、冷却至室温，用无水乙醇离心清洗3次，得到磁颗粒；
S7、将磁颗粒和尿素加入无水乙醇中，超声1h；
S8、再加入过硫酸铵，40-45℃下搅拌1h；
S9、用无水乙醇离心清洗，干燥得到改性磁颗粒。
通过采用上述技术方案，利用高温热分解法制备得到磁颗粒，并使用尿素对磁颗粒进行改性得到改性磁颗粒，该改性磁颗粒可破坏硅土矿石中层结构之间的相互作用力，有利于硅土粉末中层结构的富集。
优选的，在所述硅土粉体制备步骤S2中，硅土粉体、研磨介质以及改性磁颗粒的重量比为(35-40)wt％：(5-6)wt％：(0.4-0.7)wt％。
通过采用上述技术方案，研磨介质、改性磁颗粒以及硅土粉体的投入比会影响硅土粉体的研磨效果，当硅土粉体、研磨介质以及改性磁颗粒的重量比为(35-40)wt％：(5-6)wt％：(0.4-0.7)wt％时，研磨过程中，研磨介质以及改性磁颗粒能与硅土粉体充分接触，互相碰撞摩擦所产生的分散剪切力大，研磨效果好。
优选的，在所述硅土粉体制备步骤S3中，研磨转速为80-130r/min，细磨时间为1.2-2.5h。
优选的，所述研磨介质独立地选自钢球、钢锻、钢棒、六棱柱以及立方体中的一种。
优选的，所述研磨介质为立方体。
通过采用上述技术方案，研磨过后得到的硅土粉末中富集片层的情况与研磨介质的形状相关，钢球、钢锻、钢棒、六棱柱以及立方体对于硅土粉体均具有较好的研磨效果，特别的是，当研磨介质的形状为立方体时，研磨效果最好，所得到的硅土粉末中富集有较多的片层。
优选的，各物料的投入比如下所示：
PBAT：81wt％；
PLA：5wt％；
抗氧剂1010：0.53wt％；
抗氧剂168以：0.27wt％
硅土粉末：12-16wt％。
通过采用上述技术方案，随着基体中硅土粉末投入量的提高，生物降解塑料的水蒸气阻隔性也随之提高，但是当硅土粉末的投入量大于18wt％后，对于生物降解塑料的阻隔性能具有不利的影响。
第二方面，本申请提供了一种如上述任一所述的生物降解塑料的制备方法采用如下技术方案：
一种生物降解塑料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末充分混合；
S2、将混合好的物料投入双螺杆挤出机中进行造粒；得到生物降解塑料。
优选的，所述步骤S2中，加料段温度为90℃，压缩段温度为140℃，均化段温度为140℃，口模温度为150℃，转速为280rpm。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
(1)采用高温热分解法制备得到磁颗粒，并且会磁颗粒进行改性得到改性磁颗粒，该磁颗粒可破坏硅土矿石层结构之间的相互作用力，有利于实现硅土粉末片层的富集；
(2)使用湿磨法对硅土矿石进行研磨，并且在研磨的过程中还加入改性磁颗粒，可制备得到富含有片层的硅土粉末；
(3)将硅土粉末加入PBAT和PLA基体制备得到的生物降解塑料，具有二维连续层状结构，该结构可延长气体或溶剂分子在塑料中的扩散路径，进而提高了生物降解塑料的阻隔性能。
附图说明
图1是实施例2中硅土粉末的透射电镜照片；
图2是在湿磨过程中未加入改性磁颗粒研磨得到的硅土粉末的透射电镜照片；
图3是实施例3中硅土粉末的透射电镜照片；
图4是二维连续层状结构的阻水阻气原理图。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请提供了一种生物降解塑料，包括PBAT、PLA、硬脂酸1801、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末。
本发明中，使用PBAT以及PLA作为生物降解塑料的基体，两者均具有良好的生物降解性，并且在基体中添加抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末来增强生物降解塑料的性能；其中，通过添加硅土粉末使得生物降解塑料具有二维连续层状结构，延长气体或溶剂分子在生物降解塑料中的扩散路径，进而实现生物降解塑料阻隔性能的效果。
在一个实施例中，所述硅土粉末的制备包括以下步骤：
S1、将硅土原浆进行破碎、粗磨和筛分得到硅土粉体；
S2、将硅土粉体、研磨介质以及改性磁颗粒分散到水中，搅拌均匀得到硅土浆料；
S3、对硅土浆料进行细磨；
S4过滤研磨介质，并使用永磁铁回收改性磁颗粒；
S5、对硅土浆料进行干燥造粒，得到硅土粉末。
本发明中，对于硅土矿石进行研磨的工艺可分成干磨和湿磨两种方式，使用湿磨的工艺对硅土矿石进行研磨，并在研磨的过程中加入改性磁颗粒，易于硅土矿石片层的剥磨，进而使得研磨得到的硅土粉磨富集有片层。
在一个实施例中，所述改性磁颗粒的制备具体包括以下步骤：
S1、将乙酰丙酮铁、1，2-十二烷二醇、油胺、油酸以及苯醚依次加入烧瓶中，抽真空5min；
S2、升温至108-112℃，继续抽真空；
S3、在氩气的保护下，升温至195-205℃，反应1h；
S4、迅速降温至108-112℃，抽真空；
S5、在氩气的保护下，升温至295-305℃，反应1h；
S6、冷却至室温，用无水乙醇离心清洗3次，得到磁颗粒；
S7、将磁颗粒和尿素加入无水乙醇中，超声1h；
S8、再加入过硫酸铵，40-45℃下搅拌1h；
S9、用无水乙醇离心清洗，干燥得到改性磁颗粒。
本发明中，乙酰丙酮铁、1，2-十二烷二醇、油胺、油酸以及苯醚的投入比为14：4.5：4.6：4.4：40。
本发明中，磁颗粒、尿素以及过硫酸铵的投入比为4：2：1。
在一个实施例中，在所述硅土粉体制备步骤S2中，硅土粉体、研磨介质以及改性磁颗粒的重量比为(35-40)wt％：(5-6)wt％：(0.4-0.7)wt％。
本发明中，控制研磨过程中硅土粉体、研磨介质以及改性颗粒的投入比，使得在研磨过程中研磨介质以及改性磁颗粒与硅土粉体充分接触，互相碰撞摩擦所产生的分散剪切力较大，有利于片层结构的剥离。
在一个实施例中，在所述硅土粉体制备步骤S3中，研磨转速为80-130r/min，细磨时间为1.2-2.5h。
在一个实施例中，所述研磨介质独立地选自钢球、钢锻、钢棒、六棱柱以及立方体中的一种。
在一个实施例中，所述研磨介质为立方体。
本发明中，使用研磨介质的粒径直径为1.0-1.2mm，使得研磨介质能够与硅土粉体充分接触，实现更好的片层磨剥效果。
在一个实施例中，各物料的投入比如下所示：
PBAT：81wt％；
PLA：5wt％；
抗氧剂1010：0.53wt％；
抗氧剂168以：0.27wt％
硅土粉末：12-16wt％。
本发明中，硅土粉体的投入量会影响生物降解塑料阻隔性能的提高，当硅土粉末的投入量在12-16wt％是，生物降解塑料具有较好的阻隔性能，但是随着硅土粉体投入量的增加，生物降解塑料的阻隔性能反而会下降。
本申请还提供了一种如上述任一所述的生物降解塑料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末充分混合；
S2、将混合好的物料投入双螺杆挤出机中进行造粒；得到生物降解塑料。
本发明中，在步骤S1中，首先将称量好的物料加入到专用的三维混合机中进行搅拌3-5min，使得物理充分混合均匀。
本发明中，得到的生物降解材料为粒料，再经过后续的热塑加工，便可制备得到生物降解塑料膜、袋子等制品。
在一个实施例中，所述步骤S2中，加料段温度为90℃，压缩段温度为140℃，均化段温度为140℃，口模温度为150℃，转速为280rpm。
实施例1：改性磁颗粒及其制备方法
磁颗粒由于本身具有磁性这一特点，使得其具有易于回收的特点。目前，可通过共沉淀法、超声法、微乳液法以及热分解法等方法制备得到磁颗粒。在本实施例中，通过高温热分解法制备磁颗粒，并使用尿素对磁颗粒进行改性，得到适于硅土矿石层剥离的改性磁颗粒，具体包括以下步骤：
S1、室温下，依次将乙酰丙酮铁、1，2-十二烷二醇、油胺、油酸以及苯醚加入烧瓶中，抽真空5min，持续出现大量气泡；
S2、抽真空完毕后，将烧瓶升温至108-112℃后，继续抽真空，保证制备体系的气密性；
S3、在氩气的保护下，升温至195-205℃，恒温反应1h，溶液逐渐由红色变成红褐色；
S4、迅速降温至108-112℃，抽真空；
S5、在氩气的保护下，升温至295-305℃，反应1h，溶液沸腾，并由红褐色变成黑色；
S6、冷却至室温，用无水乙醇离心清洗3次，得到磁颗粒；
S7、将磁颗粒和尿素加入无水乙醇中，超声1h；
S8、再加入过硫酸铵，40-45℃下搅拌1h；
S9、用无水乙醇离心清洗，干燥得到改性磁颗粒。
其中，在步骤S7中由于超声会使溶液的温度升高，因此在超声0.5h后，将溶液用冰块降温后再继续超声。
实施例2：硅土粉末的制备方法
硅土是一种以硅酸铝钾为主、含有一定粘土质的矿物集合体，且具有层状结构，本实施例中使用湿磨法对硅土矿石进行研磨，并且在湿磨得过程中加入改性磁颗粒，有利于硅土矿石片层得剥离，进而实现片层的富集，硅土粉体的制备具体包括以下步骤：
S1、将硅土原料进行破碎、粗磨和筛分得到硅土粉体；
S2、将硅土粉体、立方体以及改性磁颗粒以35wt％：6wt％：0.7wt％的重量比分散到水中，搅拌均匀得到硅土浆料；
S3、对硅土浆料进行细磨；
S4过滤研磨介质，并使用永磁铁回收改性磁颗粒；
S5、对硅土浆料进行干燥造粒，得到硅土粉末。
图1为经过上述步骤处理得到的硅土粉末电镜下观察得到的照片，图2为在湿磨过程中未加入改性磁颗粒研磨得到的硅土粉末电镜下观察得到的照片。
由图1和图2可知，在湿磨的过程中加入改性磁颗粒得到的硅土粉末具有更加丰富的片层结构，这是由于改性磁颗粒可破坏硅土矿石中层结构之间的相互作用力，有利于研磨过程中片层结构的剥磨，进而实现片层的富集。
实施例3：硅土粉末的制备方法
本实施例与实施例2的不同之处在于，步骤S2中硅土粉体、立方体以及改性磁颗粒投入的重量比为40wt％：5wt％：0.4wt％。
图3为制备得到的硅土粉末电镜下观察得到的照片，由图3可知，硅土粉末具有丰富的片层结构。
实施例4：硅土粉末的制备方法
本实施例与实施例2的不同之处在于，步骤S2中加入的研磨介质为钢球。
实施例5：硅土粉末的制备方法
本实施例与实施例2的不同之处在于，步骤S2中加入的研磨介质为钢棒。
实施例6：生物降解塑料及其制备方法
在本实施例中，通过在PBAT以PLA基体中加入通过实施例2制备得到的硅土粉末，形成二维连续层状结构，进而提高了生物降解塑料的阻隔性能。由图4可知，二维层状结构可延长气体或溶剂分子在基体中的扩散路径，进而达到提高阻隔性能的目的。生物降解塑料的制备具体包括以下步骤：
S1、将PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末按照81wt％：5wt％：0.53wt％：0.27wt％：12wt％的重量比投入三维混合机中搅拌10min，至物料充分混匀；
S2、将混合好的物料投入双螺杆挤出机中，按照加料段、压缩段、均化段以及口模温度分别为90℃、140℃、140℃以及150℃进行造粒，得到生物降解塑料粒料。
实施例7：生物降解塑料及其制备方法
本实施例与实施例6的不同之处在于，PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末的投入比为81：5：0.53：0.27：14。
实施例8：生物降解塑料及其制备方法
本实施例与实施例6的不同之处在于，PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末的投入比为81：5：0.53：0.27：16。
实施例9：生物降解塑料及其制备方法
本实施例与实施例6的不同之处在于，PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末的投入比为81：5：0.53：0.27：18。
实施例10：生物降解塑料及其制备方法
本实施例与实施例7的不同之处在于，硅土粉末通过实施例3提供的制备方法制得。
对比例1：生物降解塑料及其制备方法
生物降解塑料包括PBAT、PLA、抗氧剂1010以及抗氧剂168，其制备具体包括以下步骤：S1、将PBAT、PLA、抗氧剂1010以及抗氧剂168按照81：5：0.53：0.27的重量比投入三维混合机中搅拌10min，至物料充分混匀；
S2、将混合好的物料投入双螺杆挤出机中，按照加料段、压缩段、均化段以及口模温度分别为90℃、140℃、140℃以及150℃进行造粒，得到生物降解塑料粒料。
对比例2：生物降解塑料及其制备方法
生物降解塑料包括聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乳酸(PLA)、己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PBAT)、功能性粉体、加工助剂和其它助剂，其特征在于：各组分的质量百分含量分别是：1-30％的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、5-20％的聚乳酸(PLA)、50-80％的己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PBAT)、5-20％功能性粉体、1-5％的加工助剂和0-5％的其它助剂；其制备具体包括以下步骤：
步骤一：将PLA用除湿干燥系统干燥1-10h；将蒙脱土等粉体进行适当的活化偶联处理；
步骤二：按照各组分的质量百分含量分别是：1-30％的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、5-20％的聚乳酸(PLA)、50-80％的己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PBAT)、5-20％功能性粉体、1-5％的加工助剂和0-5％的其它助剂进行选取，并按照重量百分比之和为1进行称取；
步骤三：混合造粒包括以下步骤：
1)将称量好的物料加入到专用的三维混合机中搅拌3-10min，至物料充分混匀；
2)将混合好的物料投入双螺杆挤出机中造粒，双螺杆挤出机的加料段温度在90-120℃，压缩段温度在140-180℃，均化段温度在140-165℃，口模温度在150-175℃，转速在280-400rpm。
实验1：生物降解塑料的阻隔性能
将实施例6-10以及对比例1-2提供的生物降解塑料粒料用普通吹膜机吹膜，吹膜挤出机的加料段温度在90-120℃，压缩段温度在140-170℃，均化段温度在150-175℃，口模温度在150-175℃，转速在20-50rpm，吹胀比2-6倍，拉伸比为2-6倍，制得厚度为20um的生物降解塑料薄膜。
1、水蒸气阻隔性能
通过水蒸气透过率测试仪，在38℃、相对湿度为10％的条件下进行测试，并计算得到薄膜的水蒸气渗透系数，结果如表1所示：
表1.
由表1可知，当生物降解塑料中加入硅土粉末的重量在12wt％-16wt％时，生物降解塑料薄膜的湿透系数相较于对比例1和2显著降低，说明其的水蒸气阻隔性能优于对比例1-2，其中，当生物降解塑料中硅土粉末的含量为14wt％时，生物降解塑料的水蒸气阻隔性能最佳；且当生物降解塑料中硅土粉末的含量为18wt％时，生物降解塑料的水蒸气阻隔性能下降。
2、透氧性能
生物降解塑料的生物透过率使用8001型透氧仪，根据GB/T 19789-2005方法，在25℃、889mBar下进行测定，并计算得到薄膜的氧气渗透系数，结果如表2所示：
表2.
由表2可知，生物降解塑料中加入硅土粉末的重量在12wt％-16wt％时，生物降解塑料薄膜的氧气透过系数相较于对比例1和2显著降低，说明其的氧气阻隔性能优于对比例1-2，其中，当生物降解塑料中硅土粉末的含量为16wt％时，生物降解塑料的水蒸气阻隔性能最佳。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种生物降解塑料，其特征在于，包括PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末。
2.根据权利要求1所述的一种生物降解塑料，其特征在于，所述硅土粉末的制备包括以下步骤：
S1、将硅土原浆进行破碎、粗磨和筛分得到硅土粉体；
S2、将硅土粉体、研磨介质以及改性磁颗粒分散到水中，搅拌均匀得到硅土浆料；
S3、对硅土浆料进行细磨；
S4过滤研磨介质，并使用永磁铁回收改性磁颗粒；
S5、对硅土浆料进行干燥造粒，得到硅土粉末。
3.根据权利要求2所述的一种生物降解塑料，其特征在于，所述改性磁颗粒的制备具体包括以下步骤：
S1、将乙酰丙酮铁、1，2-十二烷二醇、油胺、油酸以及苯醚依次加入烧瓶中，抽真空5min；
S2、升温至108-112℃，继续抽真空；
S3、在氩气的保护下，升温至195-205℃，反应1h；
S4、迅速降温至108-112℃，抽真空；
S5、在氩气的保护下，升温至295-305℃，反应1h；
S6、冷却至室温，用无水乙醇离心清洗3次，得到磁颗粒；
S7、将磁颗粒和尿素加入无水乙醇中，超声1h；
S8、再加入过硫酸铵，40-45℃下搅拌1h；
S9、用无水乙醇离心清洗，干燥得到改性磁颗粒。
4.根据权利要求2所述的一种生物降解塑料，其特征在于，在所述硅土粉体制备步骤S2中，硅土粉体、研磨介质以及改性磁颗粒的重量比为（35-40）wt%：（5-6）wt%：（0.4-0.7）wt%。
5.根据权利要求2所述的一种生物降解塑料，其特征在于， 在所述硅土粉体制备步骤S3中，研磨转速为80-130r/min，细磨时间为1.2-2.5h。
6.根据权利要求2所述的一种生物降解塑料，其特征在于，所述研磨介质独立地选自钢球、钢锻、钢棒、六棱柱以及立方体中的一种。
7.根据权利要求2所述的一种生物降解塑料，其特征在于，所述研磨介质为立方体。
8.根据权利要求1所述的一种生物降解塑料，其特征在于，各物料的投入比如下所示：
PBAT： 81wt%；
PLA：5wt%；
抗氧剂1010：0.53wt%；
抗氧剂168以：0.27wt%
硅土粉末：12-16wt%。
9.一种如权利要求1-8任一所述的生物降解塑料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、将PBAT、PLA、抗氧剂1010、抗氧剂168以及硅土粉末充分混合；
S2、将混合好的物料投入双螺杆挤出机中进行造粒；得到生物降解塑料。
10.根据权利要求9所述的一种生物降解塑料，其特征在于，所述步骤S2中，加料段温度为90℃，压缩段温度为140℃，均化段温度为140℃，口模温度为150℃，转速为280rpm。
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN112110492A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-22 | 深圳市犀锐生物科技有限公司 | 一种磁性埃洛石纳米管及其制备方法和应用 |
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