CN114736530A - 一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒及其制备方法，其造粒组分按重量份计，包括秸秆超微粉40份、碳酸钙5份、聚乙烯蜡6份、醋酸丙酸纤维素2份、乙酰柠檬酸三丁酯5份、聚丙二醇油酸脂2份、苯乙烯化苯酚1份、聚羟基烷酸酯1‑7份、HDPE 10‑50份和LDPE 5‑25份；其中所述秸秆超微粉的制备方法如下：将秸秆在氢氧化钠溶液中浸泡后，水洗至中性再干燥；采用四硫化物Si‑69的乙醇溶液将秸秆水解，再经喷淋、干燥处理得到改性秸秆；将干燥后的改性秸秆粉碎得到秸秆超微粉。本发明通过添加改性秸秆可以减少化学材料的使用，降低生产成本的同时增强塑料的可降解性。
Description
技术领域
本发明属于可降解塑料技术领域，具体涉及一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒及其制备方法。
背景技术
塑料制品的广泛使用，造成的“白色污染”对人类的生产和生活环境带来了极大的危害，塑料在完成其使用寿命时，通常被遗弃，形成长期污染。塑料属于高分子聚合物，降解困难，埋在地下数百年不会腐烂降解。塑料废弃物如果采取焚烧的方法，又会产生二次污染物，如氯化氢、二噁英等有毒气体。同时这些不可降解塑料通常还需要消耗大量的石油资源等化工原料，造成了巨大的浪费。
因此，需要一种方法可以解决现有技术制造的塑料难降解、大量化工原材料消耗问题。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒及其制备方法，通过添加改性秸秆可以减少化学材料的使用，降低生产成本的同时增强塑料的可降解性。
技术方案：一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒，其造粒组分按重量份计，包括秸秆超微粉20-60份、碳酸钙1-15份、聚乙烯蜡1-20份、醋酸丙酸纤维素1-10份、乙酰柠檬酸三丁酯1-15份、聚丙二醇油酸脂1-7份、苯乙烯化苯酚1-3份、聚羟基烷酸酯1-7份、HDPE 10-50份和LDPE 5-25份；其中所述秸秆超微粉的制备方法如下：将四硫化物Si-69和乙醇溶液混合水解得到水解后的溶液，再以水解后的溶液对秸秆进行喷淋处理，然后干燥得到改性秸秆；将干燥后的改性秸秆粉碎得到秸秆超微粉。
优选的，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为8%~10%。
优选的，所述浸泡的时间为40~60min。
优选的，所述四硫化物Si-69的质量为秸秆的1%~3%。
优选的，所述四硫化物Si-69与乙醇的体积比为（1~5）：（3~9）。
优选的，所述水解的时间为5~8h。
优选的，所述秸秆超微粉的粒径为400~600目。
一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒的制备方法，包括步骤如下：
步骤一、秸秆改性：在40℃下，将秸秆在氢氧化钠溶液中浸泡后，水洗至中性再干燥至含水率低于5%；采用四硫化物Si-69的乙醇溶液将秸秆水解，再经喷淋处理，干燥至含水率低于4%得到改性秸秆；
步骤二、秸秆粉碎：将改性秸秆在微粉机中粉碎得到秸秆超微粉；
步骤三、造粒：按重量份取造粒组分加入高速混合机中，再进入冷混机后经造粒机挤出造粒，得到所述可降解塑料母粒。
优选的，所述步骤三中，造粒组分在高速混合机中的混合温度为100~120℃，混合时间为20~30min。
有益效果：本发明采用NaOH和Si-69处理秸秆中的木质素、半纤维素等成分，使秸秆中纤维素变得粗糙蓬松，增加与其他材料接触面积，从而提高组份材料之间的相互作用力。改性有助于提高材料的拉伸强度以及降低材料的吸水率。原材料中加入了秸秆等生物基材料及降解促进剂，使产品具有了可降解性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒，其制备方法包括步骤如下：
步骤一、秸秆改性：在40℃下，将筛选过异物的秸秆进行改性处理，先将秸秆在质量浓度为9%的NaOH溶液中充分浸泡50min，然后过水清洗，洗至pH试纸测试呈中性，缓慢干燥至含水率低于4%。将四硫化物Si-69（质量为秸秆的2%）与乙醇按体积比1：5配成溶液，水解秸秆数小时后，然后对秸秆进行喷淋处理，缓慢干燥至含水率低于3%；
步骤二、秸秆粉碎：干燥后待料温冷却至室温，将冷却后的秸秆进行初步粉碎，经过微粉机进行粉碎处理，得到500目的秸秆超微粉；
步骤三、造粒：其中造粒组份具体为：秸秆超微粉50份、HDPE30份、LDPE10份、碳酸钙5份、聚乙烯蜡3份、醋酸丙酸纤维素2份、乙酰基柠檬酸三丁酯3份、聚丙二醇油酸脂2份、苯乙烯苯酚1份和聚羟基烷酸酯3份，按照上述组分将原料加入到高速混合机中，在110℃条件下混合25min，然后经由高速混合机进入冷混机，再使用造粒机挤出造粒，得到可降解塑料母粒。
性能测试样品的制备：将上述实施例中得到的可降解塑料母粒在120℃下通过压片机热压成型，得到厚度为100μm的薄膜样品。同时随机选取市场上的两种可降解塑料，分别为对比例1和对比例2，将实施例与两个对比例进行相同测试前处理，按同一标准进行标准化测试。
性能测试标准和方法：
1.力学性能的测试标准为GB/T1040-2006，哑铃样条宽12.5mm，长75mm，拉伸速率为50mm/min；
2.耐老化性能测试方法：将薄膜样品置于配有氙灯和日光标准滤镜的老化试验箱中进行紫外照射，辐照强度为400w/m2，黑板温度63℃，照射50小时；辐照结束后取出薄膜样品，按照前述力学性能测试方法进行老化后的力学性能测试。
性能测试结果如下：
| 测试项目 | 断裂伸长率 | 拉伸强度（MPa） | 老化后断裂伸长率 | 老化后伸长强度（MPa） | 吸水性 | 生物降解速率（100天） |
| 实施例 | 728% | 41 | 708% | 38 | 18% | 16.87μg/h |
| 对比例1 | 632% | 30 | 586% | 24 | 29% | 8.79μg/h |
| 对比例2 | 705% | 26 | 671% | 21 | 34% | 11.25μg/h |
本发明采用NaOH和Si-69处理秸秆中的木质素、半纤维素等成分，使秸秆中纤维素变得粗糙蓬松，增加与其他材料接触面积，从而提高组份材料之间的相互作用力。改性有助于提高材料的拉伸强度以及降低材料的吸水率。原材料中加入了秸秆等生物基材料及降解促进剂，使产品具有了可降解性能。
Claims (9)
1.一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒，其特征在于，其造粒组分按重量份计，包括秸秆超微粉20-60份、碳酸钙1-15份、聚乙烯蜡1-20份、醋酸丙酸纤维素1-10份、乙酰柠檬酸三丁酯1-15份、聚丙二醇油酸脂1-7份、苯乙烯化苯酚1-3份、聚羟基烷酸酯1-7份、HDPE 10-50份和LDPE 5-25份；其中所述秸秆超微粉的制备方法如下：将秸秆在氢氧化钠溶液中浸泡后，水洗至中性再干燥；将四硫化物Si-69和乙醇溶液混合水解得到水解后的溶液，再以水解后的溶液对秸秆进行喷淋处理，然后干燥得到改性秸秆；将干燥后的改性秸秆粉碎得到秸秆超微粉。
2.根据权利要求1所述的一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为8%~10%。
3.根据权利要求1所述的一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒，其特征在于，所述浸泡的时间为40~60min。
4.根据权利要求1所述的一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒，其特征在于，所述四硫化物Si-69的质量为秸秆的1%~3%。
5.根据权利要求1所述的一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒，其特征在于，所述四硫化物Si-69与乙醇的体积比为（1~5）：（3~9）。
6.根据权利要求1所述的一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒，其特征在于，所述水解的时间为5~8h。
7.根据权利要求1所述的一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒，其特征在于，所述秸秆超微粉的粒径为400~600目。
8.权利要求1所述的一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一、秸秆改性：在40℃下，将秸秆在氢氧化钠溶液中浸泡后，水洗至中性再干燥至含水率低于5%；采用四硫化物Si-69的乙醇溶液将秸秆水解，再经喷淋处理，干燥至含水率低于4%得到改性秸秆；
步骤二、秸秆粉碎：将改性秸秆在微粉机中粉碎得到秸秆超微粉；
步骤三、造粒：按重量份取造粒组分加入高速混合机中，再进入冷混机后经造粒机挤出造粒，得到所述可降解塑料母粒。
9.根据权利要求8所述的一种添加改性秸秆的可降解塑料母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，造粒组分在高速混合机中的混合温度为100~120℃，混合时间为20~30min。
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