一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及塑料薄膜技術領域，特別是一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來，由于廢棄塑料難以降解帶來的“白色污染”日趨嚴重，引起了全世界的廣泛關注，世界各國陸續出臺了限制或禁止使用非降解塑料包裝物的相關法規。另一方面，由于制造傳統塑料的原料石油是不可再生資源，隨著人類的大量使用必將枯竭，因而發展以可再生資源為原料、可降解的環境友好型塑料迫在眉睫。利用可生物降解的淀粉材料來制備可降解包裝膜已成為世界各國研宄的熱點。但是淀粉在提高塑料可降解性能的同時，一方面會造成其物理機械性能的下降，使其加工困難，另一方面還存在親水性太強，與大部分通用樹脂之間的相容性很差，致使制成的薄膜力學性能大幅下降，阻水性能差，從而阻礙了淀粉塑料在工業化推廣過程中的廣泛應用。
[0003]聚乙烯醇是一種用途廣泛的高分子聚合物，性能介于塑料和橡膠之間，含有大量的極性基團羥基，毒性很低，分子鏈結構對稱規整，具有獨特的強力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護膠體性、氣體阻絕性以及經特殊處理具有的耐水性，同時還具有一定的生物降解性，在濕環境中有細菌存在的條件下6個月內可以完全分解成水和二氧化碳，是完全生物降解材料。
[0004]苧麻是極具中國特色的傳統纖維作物，我國常年苧麻種植面積達到20萬公頃左右，除了苧麻韌皮提取作為紡織產品之外，苧麻麻骨很少被利用。苧麻麻骨利用率低下，處理難等問題一直是各級政府和有關部門普遍關注的問題，也是農民極其關心的問題。苧麻骨作為苧麻產業的規模化生產加工的副產物，是重要的生物資源，其中富含纖維素、半纖維素，其纖維素含量和纖維形態類似闊葉樹種，理論上是理想的植物纖維餐具的制備原料，且對其合理高效的開發利用對于提高苧麻綜合價值、促進苧麻產業發展都意義重大。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜及其制備方法。本發明使用高含量的表面疏水改性的淀粉作為基體，添加適量比例的聚乙烯醇以及檸檬酸三丁酯，安全無毒，能夠降低聚乙烯醇的熔點，便于與淀粉基體進行共混，可提高薄膜的力學性能以及耐水性；添加適量芥末油，具有一定的抗菌效果，且安全無毒，可以用來制造食品級的包裝材料或者保鮮膜等。
[0006]為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施:
一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜，由下列重量份的原料制備制成:玉米淀粉60-65、納米蒙脫土 7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇30-35、食品級白油1-1.2、殼聚糖2.5-4、檸檬酸三丁酯13-15、芥末油2_3、山梨酸鉀1-1.5、硬脂酸2-2.5、高嶺土 3-5 ； 本發明所述一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜，由以下具體步驟制成:
(1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中，在130°c的條件下干燥120分鐘后取出，冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩30-40分鐘(控制水浴溫度為30°C，超聲功率為100W)，然后將混合粉末轉移至攪拌釜中，加入鈦酸四丁酯，控制溫度為75°C，以1500轉/分的速度攪拌15分鐘后，繼續加入花生油，攪拌15分鐘，最后取出放入烘箱，在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末；
(2)將苧麻麻骨干燥后經過粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后與高嶺土混合后放入納米粉碎機中粉碎成納米級粉末，再與殼聚糖混合，混合均勻后放入捏合機中，控溫120°C，捏合20分鐘，放出冷卻，即得苧麻麻骨增強料；
(3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與食品級白油、硬脂酸混合，通過膠體磨機分散60-90分鐘，然后加入步驟(2 )得到的苧麻麻骨增強料，通過雙螺桿造粒機中，控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒，得到直徑為6_的淀粉母料；
(4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、檸檬酸三丁酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后，加入到單螺桿擠出機中，控制溫度在170-180°C的加工溫度下進行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0007]本發明的有益效果是:本發明采用食品級的安全原料，成分配比科學合理，首先對淀粉、納米蒙脫土進行疏水化表面處理，超聲振蕩使淀粉的粒徑下降，比表面積增大，鈦酸四丁酯與疏水劑花生油有效的屏蔽了淀粉表面羥基，形成高疏水層；同時納米蒙脫土具有良好的氣體阻隔性能以及良好的遠紅外反射性，抗老化，同時耐熱、耐磨、強度高；其次利用高嶺土、殼聚糖增強苧麻麻骨，作為全降解塑料薄膜的增強材料，具有良好的耐水、耐油性能，強度高，提高了薄膜的強度，使用之后能夠被環境消納，且成本低，變廢為寶，不會產生污染。
[0008]本發明為淀粉基配合適量聚乙烯醇制成的共混型全降解塑料薄膜，內含芥末油，具有良好的抗菌功效；內含檸檬酸三丁酯，能夠降低聚乙烯醇的熔點，可以提高產品的加工性以及力學性能，產品原料為食品級安全無毒，適合制造食品包裝或者保鮮膜，廢棄后在自然環境下可以完全降解，不會對環境造成污染。
具體實施方案
[0009]下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。
[0010]一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:玉米淀粉60、納米蒙脫土 7、花生油0.6、鈦酸四丁酯1.2、苧麻麻骨12、聚乙烯醇30、食品級白油1、殼聚糖2.5、檸檬酸三丁酯13、芥末油2、山梨酸鉀1、硬脂酸2、高嶺土 3 ;
本發明所述一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜，由以下具體步驟制成:
(1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中，在130°C的條件下干燥120分鐘后取出，冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩40分鐘(控制水浴溫度為30°C，超聲功率為100W)，然后將混合粉末轉移至攪拌釜中，加入鈦酸四丁酯，控制溫度為75°C，以1500轉/分的速度攪拌15分鐘后，繼續加入花生油，攪拌15分鐘，最后取出放入烘箱，在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末；
(2)將苧麻麻骨干燥后經過粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后與高嶺土混合后放入納米粉碎機中粉碎成納米級粉末，再與殼聚糖混合，混合均勻后放入捏合機中，控溫120°C，捏合20分鐘，放出冷卻，即得苧麻麻骨增強料；
(3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與食品級白油、硬脂酸混合，通過膠體磨機分散60分鐘，然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強料，通過雙螺桿造粒機中，控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒，得到直徑為6mm的淀粉母料；
(4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、檸檬酸三丁酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后，加入到單螺桿擠出機中，控制溫度在170-180°C的加工溫度下進行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0011]將本發明產品按照GB/T 20197-2006的標準進行講解試驗，經過4個月的土埋實驗，生物降解率可以達到58.8%。按照GB/T 1040.3-2006進行力學性能測試，橫向拉伸強度為25.9MPa，斷裂伸長率為662.90% ;縱向拉伸強度為23.7 MPa,斷裂伸長率為456.35%，符合標準。
【主權項】
1.一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:玉米淀粉60-65、納米蒙脫土 7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇30-35、食品級白油1-1.2、殼聚糖2.5-4、檸檬酸三丁酯13-15、芥末油2_3、山梨酸鉀1-1.5、硬脂酸 2-2.5、高嶺土 3-5。2.根據權利要求1所述一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中，在130°C的條件下干燥120分鐘后取出，冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩30-40分鐘(控制水浴溫度為30°C，超聲功率為100W)，然后將混合粉末轉移至攪拌釜中，加入鈦酸四丁酯，控制溫度為75°C，以1500轉/分的速度攪拌15分鐘后，繼續加入花生油，攪拌15分鐘，最后取出放入烘箱，在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末； (2)將苧麻麻骨干燥后經過粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后與高嶺土混合后放入納米粉碎機中粉碎成納米級粉末，再與殼聚糖混合，混合均勻后放入捏合機中，控溫120°C，捏合20分鐘，放出冷卻，即得苧麻麻骨增強料； (3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與食品級白油、硬脂酸混合，通過膠體磨機分散60-90分鐘，然后加入步驟(2 )得到的苧麻麻骨增強料，通過雙螺桿造粒機中，控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒，得到直徑為6_的淀粉母料； (4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、檸檬酸三丁酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后，加入到單螺桿擠出機中，控制溫度在170-180°C的加工溫度下進行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
【專利摘要】本發明公開了一種抗菌淀粉共混型全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：玉米淀粉60-65、納米蒙脫土7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇30-35、食品級白油1-1.2、殼聚糖2.5-4、檸檬酸三丁酯13-15、芥末油2-3、山梨酸鉀1-1.5、硬脂酸2-2.5、高嶺土3-5；本發明為淀粉基配合適量聚乙烯醇制成的共混型全降解塑料薄膜，內含芥末油，具有良好的抗菌功效；內含檸檬酸三丁酯，能夠降低聚乙烯醇的熔點，可以提高產品的加工性以及力學性能，產品原料為食品級安全無毒，適合制造食品包裝或者保鮮膜，廢棄后在自然環境下可以完全降解。
【IPC分類】C08L3/04, C08L91/00, C08K13/06, C08L5/08, C08L29/04, C08K9/04, C08K3/34, C08K5/11, C08K5/10, C08L97/00
【公開號】CN104910440
【申請號】CN201510273905
【發明人】萬紅霞, 陳可夏
【申請人】銅陵方正塑業科技有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月27日