一種全生物降解塑料薄膜的製作方法

2023-11-09 05:55:17

專利名稱：一種全生物降解塑料薄膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種生物降解材料，具體地說是一種全生物降解塑料薄膜。

背景技術：
為了解決當前石油塑料薄膜難降解問題，20世紀80年代後就出現以澱粉為原料的可降解塑料製品。現有技術中，以澱粉為主要原料或以澱粉和其它可降解材料為主要原料製成的生物全降解材料具有吹膜性能差的缺陷，利用現有設備無法製成滿足使用要求的膜產品。


發明內容
本發明的目的就是提供一種全生物降解塑料薄膜，以降低環境汙染，滿足市場需求。
本發明是這樣實現的本全生物降解塑料薄膜由以下重量份數的各原料玉米或豆類、薯類澱粉40～60份、改性澱粉20～30份、聚乙烯醇10～30份、聚乳酸5～20份為主要成份經高速混合機充分混合後，經造粒機製得粒狀材料，再在吹膜設備上經螺杆直徑為60～120mm，長徑比L/D＝(20-25)∶1，溫度為110～130℃雙螺杆擠出機擠出後吹膜即可。
所述改性澱粉是將粒徑為4-26μm的玉米澱粉在溫度為64-72℃下進行糊化，製得。本改性澱粉的DSC譜圖在110-160℃之間出現明顯的熔融吸熱峰，說明澱粉分子間的氫鍵作用被削弱破壞，分子鍵的擴散能力提高，材料的玻璃化轉變溫度降低，所以在分解前實現了微晶的熔融，由雙螺旋構象轉變為無規線團構象，從而使澱粉具備了熱塑性加工的可能性。這種改性澱粉與玉米澱粉或豆類澱粉、薯類澱粉、聚乙烯醇(PVA)和聚乳酸(PLA)按上述用量複合共混後，在擠壓和熱熔過程中，澱粉分子結構發生變異，得到進一步改性。由於選擇了適當的原料和適宜的配比，本發明的四種原料共混後經擠壓和熱熔所形成的互穿網絡結構的均質聚合物，在低剪切速率下，未看到牛頓平坦區，而是表現出粘度快速上升。這種行為表明產生屈服應力，即被克服的使熔解聚合物流動的應力。這種具有賓漢流體特性的熔體僅在施加高於屈服應力的剪切力時開始流動。該類材料的加工行為類似於合成聚合物。由於以澱粉為基礎的聚合物，在較高溫度下急劇降解，因此在加工時加工溫度範圍要小，加工時停留時間要短。因此，本發明根據該均質聚合物性質對吹膜設備做了降低長徑比、減少加工時間的改進，其餘步驟按現有技術中的已有設備和工藝執行。經上述吹膜設備按上述工藝條件即可製得符合企業標準的全生物降解塑料薄膜產品。
除上述四種主要原料外，助劑使用現有技術中已有的常用助劑即可。增塑劑可用檸檬酸酯、乳酸酯、甘油或月桂酸酯或其混合物，添加量0.5-10份。柔韌改性劑可用聚乙二醇(PEG)、PEO，添加量為0.5-10份，交聯劑可用甲醛以破壞澱粉的團粒結構，添加量為0.5-2.0份。另外，可根據需要添加適當的增色劑如酞青蘭等來調整終產品的顏色。
本發明的薄膜產品製備工藝簡便，不需要對聚乙烯醇和聚乳酸進行改性，所選用的四種原料經高溫擠壓所製成的互穿網絡結構的均質聚合物透明度好、熱塑性強、拉伸強度高，可滿足吹塑、注塑的要求。又由於所使用的四種主要原料均為可生物降解材料，因此，終產品具有很好的生物降解性。檢測結果顯示，24個月內按產品性能要求，在自然環境下可完全降解，且通過對相關土壤進行檢測，沒有發現有害物質產生。

具體實施例方式 實施例1 按以下重量稱取各原料玉米澱粉40公斤、改性澱粉30公斤、聚乙烯醇10公斤、聚乳酸10公斤、檸檬酸酯2公斤、柔韌劑PEO 2公斤、甘油5公斤、酞青蘭1公斤。
將稱好的各原料在混合罐中充分混合，混合機轉速為1050r/min，混合時間為10min。經混合後的原料，置造粒機中進行擠壓造粒，轉速為80r/min，溫度為120-150℃，經高壓高溫擠出造粒，擠出後冷卻成粒。
將上述造粒機製得的母粒進行吹塑製得塑料薄膜產品。
擠出機為單螺杆擠出機，具體工藝條件為 吹出區段一 二 溫度(℃)100110 模頭模頭一 模頭二 溫度(℃)110120 螺杆轉速160-37r/min 螺杆直徑70mm 螺杆長度1300mm 經測試所制膜產品的技術指標如下 實施例2 按以下重量稱取各原料豆類澱粉60公斤、改性澱粉20公斤、聚乙烯醇10公斤、聚乳酸4公斤、月桂酸酯1公斤、甘油2公斤、聚乙二醇2公斤、酞青蘭1公斤。
製備工藝同實施例1 所製得產品技術指標如下表 實施例3 按以下重量稱取各原料土豆澱粉40公斤、改性澱粉20公斤、聚乙烯醇30公斤、聚乙烯醇4公斤、月桂酸酯1公斤、甘油2公斤、聚乳酸2公斤、酞青蘭1公斤。
製備工藝同實施例1 所製得產品技術指標如下表 實施例4 按以下重量稱取各原料薯類澱粉45公斤、改性澱粉20公斤、聚乙烯醇10公斤、聚乳酸20公斤、月桂酸酯1公斤、甘油2公斤、聚乙二醇1公斤、酞青蘭1公斤。
製備工藝同實施例1 所製得產品技術指標如下表 實施例5 按以下重量稱取各原料玉米澱粉50公斤、改性澱粉25公斤、聚乙烯醇15公斤、聚乳酸5公斤、月桂酸酯1公斤、甘油2公斤、聚乙二醇1公斤、酞青蘭1公斤。
製備工藝同實施例1 所製得產品技術指標如下表 實施例6 按以下重量稱取各原料大米澱粉40公斤、改性澱粉20公斤、聚乙烯醇20公斤、聚乳酸10公斤、月桂酸酯2公斤、甘油5公斤、聚乙二醇2公斤、酞青蘭1公斤。
製備工藝同實施例1 所製得產品技術指標如下表
權利要求
1、一種全生物降解塑料薄膜，其特徵在於由以下重量份數的各原料玉米或豆類、薯類澱粉40-60份、改性澱粉20-30份、聚乙烯醇10-30份、聚乳酸5-20份為主要成份充分混合後，經造粒機製得粒狀材料，再在吹膜設備上經螺杆直徑為60-120mm，長徑比L/D＝(20-25)∶1，溫度為110-130℃的雙螺杆擠出機擠出後吹膜即可。
2、根據權利要求1所述的全生物降解塑料薄膜，其特徵在於改性澱粉是將粒徑為4-26μm的玉米或豆類、薯類澱粉在溫度為64-72℃下進行糊化和接枝共聚所得。
3、根據權利要求2所述的全生物降解塑料薄膜，其特徵在於各原料的重量份數為玉米或豆類、薯類澱粉40份、改性澱粉20份、聚乙烯醇20份、聚乳酸10份。
全文摘要
本發明公開了一種本全生物降解塑料薄膜由以下重量份數的各原料玉米或豆類、薯類澱粉40-60份、改性澱粉20-30份、聚乙烯醇10-30份、聚乳酸5-20份為主要成份充分混合後，經造粒機製得粒狀材料，再在吹膜設備上經螺杆直徑為60-120mm，長徑比L/D＝(20-25)∶1，溫度為110-130℃的雙螺杆擠出機擠出後吹膜即可。本發明的薄膜產品製備工藝簡便，而且所形成的互穿網絡結構的均質聚合物透明度好、熱塑性強、拉伸強度高，可制出滿足吹塑要求。終產品具有很好的生物降解性。
文檔編號B29B7/00GK101323678SQ200810055500
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月30日 優先權日2008年7月30日
發明者彭英利, 程愛軍, 雷偉現 申請人:石家莊普萊斯環保材料科技有限公司