新型澱粉基纖維素可降解塑料膜的製備方法
2023-05-11 17:41:06
專利名稱：新型澱粉基纖維素可降解塑料膜的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種可降解塑料膜的製備方法，特別涉及一種澱粉基纖維素可降解塑料膜的製備方法。
背景技術：
隨著我國經濟的快速發展，塑料工業規模也得到迅速擴大，塑料產品應用于越來越多的行業。2010年，世界塑料消費量估計為3128億t，中國塑料消費量估計也就將超過5600萬t。塑料產品為工業、農業及日常生活提供了方便，同時也產生了大量廢棄物，這些廢棄物以固體形式存在，其來源多為包裝袋、飲料瓶、農用地膜等一次性塑料製品。這些廢棄物體積大、分解時間很長，在自然環境中降解非常困難，有人估測約需要200年 100萬年。塑料廢棄物的處理方法(填埋、焚燒和回收利用)難以從根本上解決塑料垃圾帶來的「白色汙染」，不能滿足人們日益增長的「環境友好」意識的需要。並且，塑料是石油基產品，石油價格的波動也造成塑料產品價格的不穩定。當前石油資源的日益減少，塑料工業的長久發展必然受到限制。由於降解塑料具有原料來源廣泛、可降解、不汙染環境等優點，因此越來越多的研究者開始關注可降解材料。開發降解塑料的主要目的是為解決塑料廢棄物帶來的環境汙染問題。它可以在特定的環境下，降解為二氧化碳和水分，不給環境造成汙染。降解塑料的種類非常多，根據其降解類型分，也有多種不同的種類。但最常見的可降解塑料主要為光降解塑料和生物降解塑料兩類。可降解塑料經過幾十年發展，生物降解塑料成為其主要形式。而生物降解塑料中，澱粉基塑料佔可降解塑料的一大部分。澱粉是一種天然高分子化合物，可以通過分子改性而具備一定的塑性，因此被視為可降解材料領域最具潛力的研究對象之一。澱粉基可生物降解塑料常見的有澱粉填充型塑料、全澱粉塑料和一些以澱粉為原料 的生化合成聚合物。但是在澱粉基降解塑料領域還面臨著一些問題(1)使用性能。澱粉基材料的力學性能與傳統塑料還有較大的差距，尤其是吸水後導致力學性能下降，澱粉含量越大，力學性能下降越明顯。(2)價格。化學合成法製得的降解塑料雖力學性能較澱粉填充型塑料和全澱粉塑料好，但其生產工藝複雜，生產成本較高，目前只能應用於醫藥類領域。(3)降解性能。降解塑料的種類繁多，對於其降解性能沒有明確的規定，產品降解準確性受使用環境影響較大，降解準確性難以控制。(4)原料來源。澱粉基降解塑料使用糧食生產的澱粉作為原料，出現工業與人爭糧的衝突等。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種力學性能良好、降解速度快、原料來源廣泛、價格低廉的可降解塑料膜的製備方法。為了實現以上發明目的，北發明採用以下技術方案一種新型澱粉基纖維素可降解塑料膜的製備方法，包括以下步驟(1)按以下質量配比準備原料澱粉20 30份；聚乙烯醇15 20份；棉纖維10 20份；冰乙酸5 10份；醋酸酐5 10份；催化劑O.1 O. 5份；交聯劑2 5份；甘油3 6份；乙二醒2 5份；
(2)將棉纖維加入冰乙酸、醋酸酐，同時加入催化劑，50°C恆溫水浴反應2h，得醋酸纖
維；
(3)澱粉加聚乙烯醇、甘油和乙二醛在90°C下高速攪拌，反應lh，得澱粉溶液；
(4)將醋酸纖維和澱粉溶液混合攪拌，加入交聯劑，70°C下高速攪拌2h，流延成膜，80°C烘乾3h後揭膜。所述所述澱粉採用玉米澱粉、小麥澱粉、大米澱粉、甘薯澱粉或馬鈴薯澱粉。所述催化劑為濃硫酸。所述交聯劑為檸檬酸三丁酯。澱粉可採用玉米澱粉、小麥澱粉、大米澱粉、甘薯澱粉或馬鈴薯澱粉，來源廣泛，價格較低。聚乙烯醇作為增強劑可提高可降解塑料的力學性能。採用棉纖維製成醋酸纖維素與澱粉交聯，製成可降解塑料膜，交聯劑為檸檬酸三丁酯，催化劑為濃硫酸。本發明的主要優點和有益效果是
(O由於天然澱粉價格低廉， 來源廣泛，製備的可降解塑料膜具有較高的經濟價值和社會價值；
(2)採用醋酸纖維素與澱粉交聯，製得的可降解塑料膜力學性能優良，降解速度快；
(3)可降解塑料膜製備方法簡單，易於操作。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步的說明。實施例一
按以下質量配比準備原料澱粉20份；聚乙烯醇15份；棉纖維10份；冰乙酸5份；醋酸酐5份；濃硫酸O.1份；檸檬酸三丁酯5份；甘油3份；乙二醛2份；
將棉纖維加入冰乙酸、醋酸酐，同時加入濃硫酸，50°C恆溫水浴反應2h，得醋酸纖
維；
澱粉加聚乙烯醇、甘油和乙二醛在90°C下高速攪拌，反應lh，得澱粉溶液；
將醋酸纖維和澱粉溶液混合攪拌，加入檸檬酸三丁酯，70°C下高速攪拌2h，流延成膜，80°C烘乾3h後揭膜。實施例二
按以下質量配比準備原料澱粉24份；聚乙烯醇18份；棉纖維12份；冰乙酸6份；醋酸酐6份；濃硫酸O. 4份；檸檬酸三丁酯3份；甘油5份；乙二醛5份；
將棉纖維加入冰乙酸、醋酸酐，同時加入濃硫酸，50°C恆溫水浴反應2h，得醋酸纖維；
澱粉加聚乙烯醇、甘油和乙二醛在90°C下高速攪拌，反應lh，得澱粉溶液；
將醋酸纖維和澱粉溶液混合攪拌，加入檸檬酸三丁酯，70°C下高速攪拌2h，流延成膜，80°C烘乾3h後揭膜。實施例三
按以下質量配比準備原料澱粉30份；聚乙烯醇16份；棉纖維20份；冰乙酸10份；醋酸酐9份；濃硫酸O. 5份；檸檬酸三丁酯5份；甘油6份；乙二醛3份；
將棉纖維加入冰乙酸、醋酸酐，同時加入濃硫酸，50°C恆溫水浴反應2h，得醋酸纖維；
澱粉加聚乙烯醇、甘油和乙二醛在90°C下高速攪拌，反應lh，得澱粉溶液；
將醋酸纖維和澱粉溶液混合攪拌，加入檸檬酸三丁酯，70°C下高速攪拌2h，流延成膜，80°C烘乾3h後揭膜。實施例四
按以下質量配比準備原料澱粉21份；聚乙烯醇20份；棉纖維17份；冰乙酸6份；醋酸酐8份；濃硫酸O. 2份；檸檬酸三丁酯4份；甘油5份；乙二醛2份；
將棉纖維加入冰乙酸、醋酸酐，同時加入濃硫酸，50°C恆溫水浴反應2h，得醋酸纖維；
澱粉加聚乙烯醇、甘油和乙二醛在90°C下高速攪拌，反應lh，得澱粉溶液；
將醋酸纖維和澱粉溶液混合攪拌，加入檸檬酸三丁酯，70°C下高速攪拌2h，流延成膜，80°C烘乾3h後揭膜。製得的可降解塑料膜檢測其性能，塑料膜表面平整、光滑，成膜緻密，拉伸應力在10. 3 11. 7MPa，彈性模量在234. 8 243. 5MPa，在250°C下具有良好的熱穩定性能，120d土壤中堆埋生物降解速率接近60%，具有優異的生物降解性。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的`保護範圍。
權利要求
1.一種新型澱粉基纖維素可降解塑料膜的製備方法，其特徵在於包括以下步驟 (1)按以下質量配比準備原料澱粉20 30份；聚乙烯醇15 20份；棉纖維10 20份；冰乙酸5 10份；醋酸酐5 10份；催化劑O.1 O. 5份；交聯劑2 5份；甘油3 6份；乙二醒2 5份； (2)將棉纖維加入冰乙酸、醋酸酐，同時加入催化劑，50°C恆溫水浴反應2h，得醋酸纖維； (3)澱粉加聚乙烯醇、甘油和乙二醛在90°C下高速攪拌，反應lh，得澱粉溶液； (4)將醋酸纖維和澱粉溶液混合攪拌，加入交聯劑，70°C下高速攪拌2h，流延成膜，80°C烘乾3h後揭膜。
2.根據權利要求書I所述的新型澱粉基纖維素可降解塑料膜的製備方法，其特徵在於所述所述澱粉採用玉米澱粉、小麥澱粉、大米澱粉、甘薯澱粉或馬鈴薯澱粉。
3.根據權利要求書I所述的新型澱粉基纖維素可降解塑料膜的製備方法，其特徵在於所述催化劑為濃硫酸。
4.根據權利要求書I所述的新型澱粉基纖維素可降解塑料膜的製備方法，其特徵在於所述交聯劑為檸檬酸三丁酯。
全文摘要
本發明公開了一種新型澱粉基纖維素可降解塑料膜的製備方法，澱粉可採用玉米澱粉、小麥澱粉、大米澱粉、甘薯澱粉或馬鈴薯澱粉，來源廣泛，價格較低。聚乙烯醇作為增強劑可提高可降解塑料的力學性能。採用棉纖維製成醋酸纖維素與澱粉交聯，製成可降解塑料膜，交聯劑為檸檬酸三丁酯，催化劑為濃硫酸。製得的可降解塑料膜力學性能優良，降解速度快；可降解塑料膜製備方法簡單，易於操作。
文檔編號C08L3/02GK103059325SQ20121048013
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者高凡 申請人:高凡