一種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜,其特征在于,由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸70?75、聚碳酸亞丙酯10?12、玉米淀粉20?25、甘油12?14、環氧氯丙烷1.6?2、1mol/L的氫氧化鈉溶液適量、1mol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25?30、硅烷偶聯劑kh?550 0.8?1、抗氧劑1010 1.5?2、白凡士林6?7、乙二醛1?2;本發明對聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林等成分先進行預混合,再進行密煉成形,能夠使得疏水成分充分分散均勻,從而提高產品表面的疏水性,降低水蒸氣的透過性,而且成本低廉,便于生產控制,可用于保鮮膜、保鮮袋或者食品包裝袋。
【專利說明】
一種疏水型聚乳酸與淀粉復合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,特別是一種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]為了減少石油基塑料材料的使用,保護環境,緩解當下日益嚴峻的石油資源短缺的問題,開發和利用生物基可降解的環保型塑料材料成了包裝材料領域的研究重點。
[0003]聚乳酸材料是目前應用最為廣泛的可降解塑料材料之一,作為包裝薄膜材料,PLA具有很好的透明度、機械性能和生物相容性,高強度、熱塑性、成型加工容易、可完全降解,降解產物對人體無毒無害,來源于可再生資源,易于回收利用等優點,但是聚乳酸價格昂貴、高脆性、低韌性的缺陷影響了其在更廣泛領域的應用。聚乳酸作為單一單體合成的可降解材料在機械性能,加工性能以及其他功能特性上不能達到社會對材料性能的廣泛要求,所以我們要對生物可降解材料采取一些方法進行改性,對其不足的性能進行補強,從而使環境友好型的生物可降解材料適用范圍更加廣泛。
[0004]近期天然纖維的研究也廣受關注,與碳纖維、玻璃纖維相比,天然纖維(如木纖維、麻纖維、竹纖維等)由于具有價格低,可再生,可降解等一系列優點而在增強復合材料中得到廣泛應用,而且天然纖維與生物可降解材料的復合既可以增強生物可降解材料的力學性能又保證了復合材料的可再生可降解性能。其中麻纖維由于纖維素含量高、強度高,因此可作為良好的增強組分制備復合材料。在麻纖維中,漢麻纖維有較高的比強度和比模量等力學性能,同時我國的漢麻產量居世界之首,具有潛在的工業應用價值。
[0005]本發明擬將漢麻-淀粉-聚乳酸共混制成可降解塑料薄膜,綜合了聚乳酸的高性能,淀粉的低成本,漢麻的韌性高等優點,不但能夠部分替代傳統石油基塑料,更解決了單純聚乳酸存在的缺陷,是一種極具開發前景的新型可降解塑料產品。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜及其制備方法。本發明首先利用硅烷偶聯劑kh-550對漢麻纖維進行預處理,從而改善界面接觸效果以及相容性,能夠提高材料的機械性能;再通過一系列的工藝對玉米淀粉進行改性后添加到整體產品中,解決了與聚乳酸形容性不好的問題,同時提高復合材料的強度以及韌性,同時可大大降低產品的整體成本,最后通過添加白凡士林與乙二醛,對成分進行疏水改性,使得制成的薄膜疏水性能整體提高。
[0007]為了實現本發明的目的,本發明通過以下方案實施:
一種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜,由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸70-75、聚碳酸亞丙酯10-12、玉米淀粉20-25、甘油12-14、環氧氯丙烷1.6-2、lmol/L的氫氧化鈉溶液適量、lmol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25-30、硅烷偶聯劑kh-550
0.8-1、抗氧劑1010 1.5-2、白凡士林 6-7、乙二醛 1-2; 本發明所述一種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜,由以下具體步驟制成:
(1)將漢麻纖維放入倍量的lmol/L的氫氧化鈉溶液中,常壓下,加熱至100°C,蒸煮2.5-3小時,冷去后取出用Imo I /L的鹽酸洗至中性,放入烘箱中烘干后放入粉碎機中粉碎成200目粉末待用;將硅烷偶聯劑kh-550溶于蒸餾水中,形成濃度為1%的硅烷偶聯劑kh-550水溶液,將粉碎成200目的漢麻纖維浸泡其中,加熱至40-50°C,浸泡40-60分鐘后過濾出沉淀物,然后讓入烘箱中,以90-100°C干燥3-4小時即得表面處理的漢麻纖維粉料;
(2)將玉米淀粉溶于3倍量的蒸餾水中,邊攪拌邊滴入lmol/L的氫氧化鈉溶液,直到pH值為9.5,然后在水浴條件下緩慢滴入環氧氯丙烷,控制水浴溫度為50°C,攪拌反應4-5小時后,用lmol/L的鹽酸調節pH值到6.5,靜置30分鐘后棄去上清液,用蒸餾水洗滌,放入烘箱中烘干待用;
(3)將步驟(I)得到的表面處理的漢麻纖維粉料與步驟(2)得到的烘干后的玉米淀粉混合后與甘油混合,放入捏合機中,在100-120°C的條件下捏合30-40分鐘后擠出,然后將擠出的混合物放入球磨機中球磨6-8小時,然后放入烘箱中,在130-140°C條件下烘干即得增強母料;
(4)將聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林混合均勾后,在80°C的烘箱中預熱2小時,然后送入混合機中,以300轉/分的速度攪拌12分鐘,再以2000轉/分的速度攪拌6分鐘,再將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機中,在溫度為160-180°C條件下進行擠出造粒得到預混合顆粒;
(5)將預混合顆粒加入密煉機中,以150°C的溫度塑煉3-5分鐘,然后加入步驟(3)得到的增強母料以及其余剩余成分,繼續混煉10-12分鐘后進行熱熔擠出吹塑成膜,最后定性收卷、包裝即得。
[0008]本發明的有益效果是:本發明添加甘油與環氧氯丙烷對玉米淀粉進行改性,能夠解決淀粉與聚乳酸形容性不好的問題,同時提高復合材料的強度以及韌性,同時能夠降低產品的整體成本;利用KH550硅烷偶聯劑對漢麻纖維進行預處理,從而改善界面接觸效果以及相容性,能夠提尚材料的機械性能。
[0009]本發明對聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林等成分先進行預混合,再進行密煉成形,能夠使得疏水成分充分分散均勻,從而提高產品表面的疏水性,降低水蒸氣的透過性,而且成本低廉,便于生產控制,可用于保鮮膜、保鮮袋或者食品包裝袋。
具體實施方案
[0010]下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。
[0011]—種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜,由下列重量份(公斤)的原料制備制成:聚乳酸70、聚碳酸亞丙酯10、玉米淀粉20、甘油12、環氧氯丙烷1.6、lmol/L的氫氧化鈉溶液適量、lmol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25、硅烷偶聯劑kh-550 0.8、抗氧劑1010 1.5、白凡士林6、乙二醛I;
本發明所述一種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜,由以下具體步驟制成:
(I)將漢麻纖維放入倍量的lmol/L的氫氧化鈉溶液中,常壓下,加熱至100°C,蒸煮2.5小時,冷去后取出用Imo 1/L的鹽酸洗至中性,放入烘箱中烘干后放入粉碎機中粉碎成200目粉末待用;將硅烷偶聯劑kh-550溶于蒸餾水中,形成濃度為1%的硅烷偶聯劑kh-550水溶液,將粉碎成200目的漢麻纖維浸泡其中,加熱至40-50°C,浸泡40分鐘后過濾出沉淀物,然后讓入烘箱中,以90-100°C干燥3小時即得表面處理的漢麻纖維粉料;
(2)將玉米淀粉溶于3倍量的蒸餾水中,邊攪拌邊滴入lmol/L的氫氧化鈉溶液,直到pH值為9.5,然后在水浴條件下緩慢滴入環氧氯丙烷,控制水浴溫度為50°C,攪拌反應4小時后,用lmol/L的鹽酸調節pH值到6.5,靜置30分鐘后棄去上清液,用蒸餾水洗滌,放入烘箱中烘干待用;
(3)將步驟(I)得到的表面處理的漢麻纖維粉料與步驟(2)得到的烘干后的玉米淀粉混合后與甘油混合,放入捏合機中,在100-120°C的條件下捏合30-40分鐘后擠出,然后將擠出的混合物放入球磨機中球磨6小時,然后放入烘箱中,在130-140°C條件下烘干即得增強母料;
(4)將聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林混合均勾后,在80°C的烘箱中預熱2小時,然后送入混合機中,以300轉/分的速度攪拌12分鐘,再以2000轉/分的速度攪拌6分鐘,再將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機中,在溫度為160-180°C條件下進行擠出造粒得到預混合顆粒;
(5)將預混合顆粒加入密煉機中,以150°C的溫度塑煉3分鐘,然后加入步驟(3)得到的增強母料以及其余剩余成分,繼續混煉10分鐘后進行熱熔擠出吹塑成膜,最后定性收卷、包裝即得。
[0012]將本發明產品進行堆肥實驗,結果表明,在81天后的生物分解率>60%。按照GB/T
1040.3-2006進行力學性能測試,橫向拉伸負荷為4.23N,橫向斷裂伸長率為857.1%;縱向拉伸負荷為3.99N,縱向斷裂伸長率為670.4%,檢測結果說明本發明產品已達到普通塑料膜的要求,相關指標優于國家對生物可降解材料的規定要求。
【主權項】
1.一種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜,其特征在于,由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸70-75、聚碳酸亞丙酯10-12、玉米淀粉20-25、甘油12-14、環氧氯丙烷1.6-2、lmol/L的氫氧化鈉溶液適量、lmol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25-30、硅烷偶聯劑kh-550 0.8-1、抗氧劑1010 1.5-2、白凡士林6-7、乙二醛 1-2。2.根據權利要求1所述一種疏水型聚乳酸與淀粉復合全降解塑料薄膜,其特征在于,由以下具體步驟制成: (1)將漢麻纖維放入倍量的lmol/L的氫氧化鈉溶液中,常壓下,加熱至100°C,蒸煮2.5-3小時,冷去后取出用Imo I /L的鹽酸洗至中性,放入烘箱中烘干后放入粉碎機中粉碎成200目粉末待用;將硅烷偶聯劑kh-550溶于蒸餾水中,形成濃度為1%的硅烷偶聯劑kh-550水溶液,將粉碎成200目的漢麻纖維浸泡其中,加熱至40-50°C,浸泡40-60分鐘后過濾出沉淀物,然后讓入烘箱中,以90-100°C干燥3-4小時即得表面處理的漢麻纖維粉料; (2)將玉米淀粉溶于3倍量的蒸餾水中,邊攪拌邊滴入lmol/L的氫氧化鈉溶液,直到pH值為9.5,然后在水浴條件下緩慢滴入環氧氯丙烷,控制水浴溫度為50°C,攪拌反應4-5小時后,用lmol/L的鹽酸調節pH值到6.5,靜置30分鐘后棄去上清液,用蒸餾水洗滌,放入烘箱中烘干待用; (3)將步驟(I)得到的表面處理的漢麻纖維粉料與步驟(2)得到的烘干后的玉米淀粉混合后與甘油混合,放入捏合機中,在100-120°C的條件下捏合30-40分鐘后擠出,然后將擠出的混合物放入球磨機中球磨6-8小時,然后放入烘箱中,在130-140°C條件下烘干即得增強母料; (4)將聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、白凡士林混合均勻后,在80°C的烘箱中預熱2小時,然后送入混合機中,以300轉/分的速度攪拌12分鐘,再以2000轉/分的速度攪拌6分鐘,再將混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機中,在溫度為160-180°C條件下進行擠出造粒得到預混合顆粒; (5)將預混合顆粒加入密煉機中,以150°C的溫度塑煉3-5分鐘,然后加入步驟(3)得到的增強母料以及其余剩余成分,繼續混煉10-12分鐘后進行熱熔擠出吹塑成膜,最后定性收卷、包裝即得。
【文檔編號】C08L3/02GK105968745SQ201610114679
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月1日
【發明人】李峰, 鄭志龍
【申請人】安徽猛牛彩印包裝有限公司