CN115926400A - 一种新材料环保葫芦膜、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种新材料环保葫芦膜、制备方法及其应用，涉及材料的领域。其中，新材料环保葫芦膜包括以下重量份的原料：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯80‑90份、聚羟基脂肪酸酯10‑20份、甘油三乙酸酯2‑6份、聚乙二醇4‑8份。本申请中的葫芦膜不仅能在土壤中能够快速降解，还具有良好的保气性能，是一种环保的新材料。
Description
技术领域
本申请涉及材料的领域，尤其是涉及一种新材料环保葫芦膜、制备方法及其应用。
背景技术
葫芦膜是市面上常用的一种缓冲包装材料，主要原理是利用薄膜充气形成气泡来缓冲产品受到的撞击，从而达到保护产品的目的。
目前，现有的葫芦膜产品通常以高压聚乙烯为主要原料，再添加增白剂、开口剂等辅料，经230度左右高温挤出吹塑而成，是一种质地轻、透明性好的塑料包装材料。
但是，目前生产葫芦膜的主要原料高压聚乙烯在土壤中降解速度缓慢，有研究表示，聚乙烯塑料袋在泥土中需要70-80年才能分解。故，为了减少环境污染，提供一种可生物降解的新材料环保葫芦膜是目前的一个研究重点。
发明内容
为了解决葫芦膜丢弃后容易产生环境污染的问题，本申请提供一种新材料环保葫芦膜、制备方法及其应用。
第一方面，本申请提供的一种新材料环保葫芦膜采用如下的技术方案：
一种新材料环保葫芦膜，包括以下重量份的原料：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯：80-90份
聚羟基脂肪酸酯：10-20份
甘油三乙酸酯：2-6份
聚乙二醇：4-8份。
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与聚羟基脂肪酸酯均为可生物降解的材料。但单独采用聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯生产葫芦膜时，葫芦膜的保气性能较差。而单独采用聚羟基脂肪酸酯时，葫芦膜的保气性能虽然好，但葫芦膜的生产成本很高，且聚羟基脂肪酸酯容易产生粘连的问题。发明人综合生产的难度与产品质量两方面的考虑，选用聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与聚羟基脂肪酸酯两者的混合物进行制备可在土壤中快速降解的葫芦膜，并通过控制聚羟基脂肪酸酯的用量，在提高葫芦膜的保气性能的同时，预防聚羟基脂肪酸酯用量过大导致葫芦膜的生产难度加大的问题。
甘油三乙酸酯的作用是增塑，与其他增塑剂相比，甘油三乙酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基脂肪酸酯的相容性好，同时能够改善聚羟基脂肪酸酯生产过程中容易产生粘连的问题，不仅提高了葫芦膜的柔韧性能，降低了葫芦膜的破膜率，还降低了采用聚羟基脂肪酸酯生产葫芦膜的难度。
聚乙二醇有利于进一步提高聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与聚羟基脂肪酸酯的相容性，还有利于提高熔融体系的均一性。
可选的，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为100000-120000。
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量较低时，葫芦膜在土壤中的降解速度越快，但葫芦膜的撕裂强度会有所降低。故为了兼顾葫芦膜的降解性能和力学性能，优选重均分子量为100000-120000的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯。
可选的，所述聚羟基脂肪酸酯的重均分子量为500000-800000。
通过采用上述技术方案，聚羟基脂肪酸酯的重均分子量为500000-800000时，聚羟基脂肪酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的相容性较好，有利于进一步提高葫芦膜的保气性能。
可选的，所述环保葫芦膜还包括2-5重量份蓖麻油。
蓖麻油的加入有利于进一步提高葫芦膜的保气性能，同时，蓖麻油的加入还能够改善葫芦膜容易产生卷边的问题，方便对葫芦膜进行收卷。
可选的，聚乙二醇选用聚乙二醇-3000、聚乙二醇-4000中的任意一种或两种的组合物。
聚乙二醇选用聚乙二醇-3000、聚乙二醇-4000更有利于提高聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与聚羟基脂肪酸酯的相容性。
可选的，所述环保葫芦膜还包括0.1-1重量份开口爽滑剂。
往生产葫芦膜的原料中加入开口爽滑剂，有利于提高葫芦膜的抗粘连性，同时提高葫芦膜的开口性能。
可选的，所述开口爽滑剂选用油酸酰胺、芥酸酰胺及乙撑双硬脂酸酰胺中的任意一种或几种的组合物。
油酸酰胺、芥酸酰胺及乙撑双硬脂酸酰胺与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基脂肪酸酯的相容性好，当开口爽滑剂选用上述组分时，有利于
第二方面，本申请提供的一种新材料环保葫芦膜的制备方法，包括以下步骤：
混料：将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基脂肪酸酯与其他助剂按比例混合均匀，得到预混料；
挤出制片：将预混料熔融挤出制片，得到PBAT片材；
吹膜：将PBAT片材吹塑成型，模口温度为140-150℃，制得环保葫芦膜。
采用上述方法制备环保葫芦膜时，具有步骤简单、条件易控、葫芦膜生产效率高的优点。
可选的，挤出制片步骤中，挤出机温度控制在130-150℃，挤出机转速为25-40r/min。
挤出机温度控制在130-150℃，挤出机转速为25-40r/min时，环保葫芦膜各原料的粘度适中，有利于各原料的均匀混合。
第三方面，本申请提供一种新材料环保葫芦膜可用做隔热材料、缓冲包装材料。
本申请中的新材料环保葫芦膜充气后，既可以充当缓冲包装材料，也可以用作隔热材料。
综上所述，本申请的上述技术方案至少具备以下有益效果：
(1)本申请选用聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与聚羟基脂肪酸酯两者的混合物进行制备可在土壤中快速降解的葫芦膜，并通过控制聚羟基脂肪酸酯的用量，在提高葫芦膜的保气性能的同时，预防聚羟基脂肪酸酯用量过大导致葫芦膜的生产难度加大的问题。甘油三乙酸酯的作用是增塑，与其他增塑剂相比，甘油三乙酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基脂肪酸酯的相容性好，同时能够改善聚羟基脂肪酸酯生产过程中容易产生粘连的问题，不仅提高了葫芦膜的柔韧性能，降低了葫芦膜的破膜率，还降低了采用聚羟基脂肪酸酯生产葫芦膜的难度。
(2)蓖麻油的加入有利于进一步提高葫芦膜的保气性能，同时，蓖麻油的加入还能够改善葫芦膜容易产生卷边的问题，方便对葫芦膜进行收卷。
(3)采用本申请的方法制备环保葫芦膜时，具有步骤简单、条件易控、葫芦膜生产效率高的优点。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1-3
实施例1-3中的新材料环保葫芦膜中各组分原料的配比如下表1。
表1实施例1-3中的新材料环保葫芦膜中各组分原料的配比(kg)
其中，实施例1-2中：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为100000；
聚羟基脂肪酸酯的重均分子量为500000；
聚乙二醇选用聚乙二醇-4000。
实施例3中：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为120000；
聚羟基脂肪酸酯的重均分子量为800000；
聚乙二醇选用聚乙二醇-3000。
一种新材料环保葫芦膜的制备方法，包括以下步骤：
混料：将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基脂肪酸酯、甘油三乙酸酯、聚乙二醇按比例投入混料机中混合均匀，得到预混料；
挤出制片：将预混料投入挤出机中，挤出机的温度控制在130-150℃，挤出机内螺杆的转速为25-40r/min，预混料在挤出机中的反应时间为20-30min，然后将熔融的预混料挤出制片，得到PBAT片材；
吹膜：将PBAT片材吹塑成型，模口温度为140-150℃，制得环保葫芦膜。
其中，制备实施例1-3中的新材料环保葫芦膜时，在挤出制片步骤，挤出机的内螺杆的转速控制为30r/min，预混料在挤出机中的反应时间为25min；在吹膜步骤，模口温度控制在145℃。
实施例4
一种新材料环保葫芦膜，与实施例2的区别在于：
本实施例中的环保葫芦膜中还加入了2kg蓖麻油，蓖麻油在混料步骤加入。
实施例5
一种新材料环保葫芦膜，与实施例2的区别在于：
本实施例中的环保葫芦膜中还加入了5kg蓖麻油，蓖麻油在混料步骤加入。
实施例6
一种新材料环保葫芦膜，与实施例5的区别在于：
本实施例中的环保葫芦膜还加入了0.5kg芥酸酰胺，芥酸酰胺在混料步骤加入。
对比例
对比例1
一种新材料环保葫芦膜，与实施例2的区别在于：
本对比例中的聚羟基脂肪酸酯采用等量的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯代替。
对比例2
一种新材料环保葫芦膜，与实施例2的区别在于：
本对比例中的聚羟基脂肪酸酯采用等量的聚乳酸代替。
对比例3
一种新材料环保葫芦膜，与实施例2的区别在于：
本对比例中的甘油三乙酸酯采用等量的己二酸二辛酯代替。
性能检测数据
1.降解率：将各实施例与对比例中的葫芦膜裁成大小相同、重量相近的圆片，每个实施例与对比例分别准备5个样品，然后将各圆片试样埋入相同性质的土壤中，100天后，取出，测试各圆片的失重率，以每组样品的平均失重率作为葫芦膜的降解率数据。
2.漏气率：将各葫芦膜充入等量的气体后，将各充气后的葫芦膜平摊在温度适宜的同一环境中，同时确保各样品不受挤压，静置180天后，计算葫芦膜上气泡的漏气率，漏气率＝漏气气泡数/气泡总数。
3.断裂伸长率：参照塑料薄膜的断裂伸长率的测试方法进行测试。
4.卷边情况：直接观察葫芦膜的边缘是否有卷边现象。
表2实施例1-6与对比例1-3中环保葫芦膜的性能数据
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 降解率/％ | 92.3 | 91.8 | 90.9 | 92.6 | 92.8 |
| 漏气率/％ | 44 | 49 | 53 | 32 | 28 |
| 断裂伸长率/％ | 65 | 68 | 70 | 70 | 74 |
| 卷边情况 | 卷边 | 卷边 | 卷边 | 不卷边 | 不卷边 |
| 项目 | 实施例6 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 降解率/％ | 92.1 | 90.1 | 91.3 | 91.5 | |
| 漏气率/％ | 29 | 89 | 82 | 66 | |
| 断裂伸长率/％ | 73 | 75 | 78 | 50 | |
| 卷边情况 | 不卷边 | 卷边 | 卷边 | 卷边 |
根据实施例2与对比例1并结合表2中的数据可知，当葫芦膜原料中的聚羟基脂肪酸酯采用等量的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯代替后，葫芦膜的降解性能相差不大，但是葫芦膜的保气性能大大降低，也就是葫芦膜对产品进行保护的有效时间缩短。
根据实施例2与对比例2并结合表2中的数据可知，当葫芦膜原料中的聚羟基脂肪酸酯采用等量的聚乳酸代替时，葫芦膜的降解性能相差不大，但是，葫芦膜同样存在保气性能低的问题。
根据实施例2与对比例3并结合表2中的数据可知，当甘油三乙酸酯采用等量的己二酸二辛酯代替时，葫芦膜的降解性能相差不大，但是，葫芦膜的断裂伸长率与保气性能均明显降低。其中，发明人在生产过程中发现，采用甘油三乙酸酯作为增塑剂时，在生产葫芦膜的过程中，聚羟基脂肪酸酯不会产生粘连问题。据此，发明人推测，其原因可能是：与己二酸二辛酯相比，甘油三乙酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基脂肪酸酯两者的相容性好，改善了聚羟基脂肪酸酯容易产生粘连问题的同时，还提高了葫芦膜的柔韧性能。
根据实施例2与实施例4-5并结合表2中的数据可知，往葫芦膜的原料中加入蓖麻油，不仅能够提高葫芦膜的保气性能，同时，还能够改善葫芦膜容易产生卷边的问题，具有便于对葫芦膜进行收卷的效果。
Claims (10)
1.一种新材料环保葫芦膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯：80-90份
聚羟基脂肪酸酯：10-20份
甘油三乙酸酯：2-6份
聚乙二醇：4-8份。
2.根据权利要求1所述的一种新材料环保葫芦膜，其特征在于：所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为100000-120000。
3.根据权利要求1所述的一种新材料环保葫芦膜，其特征在于：所述聚羟基脂肪酸酯的重均分子量为500000-800000。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种新材料环保葫芦膜，其特征在于：所述环保葫芦膜还包括2-5重量份蓖麻油。
5.根据权利要求4所述的一种新材料环保葫芦膜，其特征在于：所述聚乙二醇选用聚乙二醇-3000、聚乙二醇-4000中的任意一种或两种的组合物。
6.根据权利要求5所述的一种新材料环保葫芦膜，其特征在于：所述环保葫芦膜还包括0.1-1重量份开口爽滑剂。
7.根据权利要求6所述的一种新材料环保葫芦膜，其特征在于：所述开口爽滑剂选用油酸酰胺、芥酸酰胺及乙撑双硬脂酸酰胺中的任意一种或几种的混合物。
8.权利要求1-7任一项所述的一种新材料环保葫芦膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
混料：将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基脂肪酸酯与其他助剂按比例混合均匀，得到预混料；
挤出制片：将预混料熔融挤出制片，得到PBAT片材；
吹膜：将PBAT片材吹塑成型，模口温度为140-150℃，制得环保葫芦膜。
9.权利要求8所述的一种新材料环保葫芦膜的制备方法，其特征在于，挤出制片步骤中，挤出机温度控制在130-150℃，挤出机转速为25-40r/min。
10.权利要求1-7任一项所述的一种新材料环保葫芦膜的应用，其特征在于：在隔热材料、缓冲包装材料中的应用。
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