專利名稱：一種隔氧且可降解的塑料薄膜的制作方法
技術領域：
本發明屬于塑料薄膜材料領域，尤其是一種隔氧且可降解的塑料薄膜。
背景技術：
隨著食品、藥品行業的蓬勃發展，對新型隔氧包裝材料的需求比以往更為迫切，開發與研究新型用于食品、藥品包裝的隔氧材料是一項重要而急迫的戰略任務。當前，包裝材料環境污染問題已引起世界各國的高度重視，實現包裝材料的環境友好性已成為材料科學研究最具吸引力和挑戰性的方向之一。生物降解塑料是治理塑料廢棄物對環境污染及緩沖石油資源矛盾的有效途徑之一，從食品的包裝袋到農用薄膜，再到電子電器產品的外殼，從一次性包裝、食用制品到經久耐用產品，生物降解塑料正逐步取代傳統塑料材料，市場前景十分廣闊。據報道，目前全球研發的生物降解塑料品種已有幾十種，主要品種有:微生物發酵合成的聚羥基脂肪酸酯(PHA、PHB、PHBV等)，化學合成的聚乳酸(PLA)、聚己內酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、C02/環氧化合物共聚物(APC)、聚己內酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)等，天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等。目前已進入中試或批量生產的品種有淀粉基塑料，PHA (PHB、PHBV、PHBH-HX等)、PLA、PBS、APC、改性PVAjg粉/PVA，PLA、PCL等塑料合金及共混物等。淀粉是一種來源豐富、價格低廉的天然高分子材料，也是一種取之不盡用之不竭的可再生資源，它能在多種環境條件下被生物降解，最終降解產物C02和H20可以通過植物的光合作用進行再循環，不會對環境造成任何污染。因此，淀粉被廣泛應用于可降解塑料的研究與產品開發，并且已經取得了重大的進展。目前，國內已研制 出了采用淀粉制備的可生物降解的包裝薄膜，相關文獻報道較多。例如，沈陽愛麗善綠環科技有限公司發明的POL生物降解塑料及其制備工藝CN1624034；中海油發明的一種可生物降解的聚碳酸亞丙酯復合材料及其制備方法CN101962470；中科院長春應用化學研究所發明的一種完全生物降解的聚乳酸納米復合材料及其制備方法CN101735583；四川省食品發酵工業研究設計院關于果蔬納米保鮮膜的研制及其在青椒保鮮中的應用研究余文華，李潔芝等.果蔬納米保鮮膜的研制及其在青椒保鮮中的應用研究.四川食品與發酵，2008 (5):28-31；福建省二輕工業研究所關于淀粉/硬脂酸鈰配合體系的降解LDPE包裝薄膜的研究張華集.淀粉/硬脂酸鈰配合體系的降解LDPE包裝薄膜的研究.中國塑料，1999(2):60_65；華中農業大學院關于聚乙烯/礦物粉復合降解薄膜的機械性能及光降解性能的研究王金玲，尹業平，等.聚乙烯/礦物粉復合降解薄膜的機械性能及光降解性能.化工時刊，2006 (3):6-10。當前淀粉塑料已經經歷了三代產品:第一代產品用6% 20%的淀粉和聚烯烴(如PE、PP)的共混物制備，屬淀粉填充型塑料，淀粉降解后留下一個不能再降解的多孔聚合物且不能回收利用。其碎片對土壤造成更嚴重污染，所以這類淀粉基塑料被稱為“假降解塑料”或“崩解塑料”。第二代產品用含量大于50%的淀粉和親水性聚合物進行共混制備，淀粉和親水性聚合物之間發生較強的物理和化學作用，并以連續相存在，這種材料顯示了較好的生物降解性、可加工性、經濟性、實用性，技術比較成熟。第三代產品是將熱塑性淀粉、天然淀粉、直鏈淀粉或高直鏈淀粉在不添加聚合物，于高溫、高壓和高濕條件下擠塑或注塑得到的全生物降解型塑性材料，但目前尚處于研究階段。但是，目前采用淀粉制備的塑料包裝材料，生物降解性能的大小取決于體系中淀粉含量的高低。淀粉含量高的塑料薄膜材料，盡管生物降解性能較好，但薄膜材料力學性能欠缺，而且薄膜隔氧性不好，用在食品、藥品等包裝領域時，因具有不同程度的透氣性而嚴重影響包裝的質量。因此，研制新型生物降解性能好、力學性能能滿足包裝使用要求、具有良好隔氧性的包裝塑料薄膜受到世界各國高度的重視。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種經成熟的改性淀粉可降解塑料母料PBM與普魯蘭(Pullulan)多糖薄膜級低密度聚乙烯(LDPE)共混擠出吹膜得到的隔氧且可降解的塑料薄膜。本發明的目的是這樣實現的:一種隔氧且可降解的塑料薄膜，其原料組分及重量份數分別為:
低密度聚乙烯 100份PBM降解材料 50 70份普魯蘭多糖20 40份
抗氧劑2 4份
紫外線吸收劑 0.5 I fa而且，上述PBM降解材料是利用農業生物質資源為主要原料生產的生物降解材料，是采用淀粉、植物油脂等為主要原料合成的全降解天然高分子材料經特殊處理后，與水溶性高分子材料及少量樹脂復合而成，該PBM降解材料為市售商品。上述隔氧且可降解的塑料薄膜的制備方法步驟為:⑴將低密度聚乙烯、普魯蘭多糖以及抗氧劑、紫外線吸收劑在高速混合機中混合25-35分鐘，然后在雙螺桿擠出機中擠出造粒，得到母粒；⑵將步驟⑴得到的母粒與PBM降解材料混合，采用塑料吹膜機擠出吹膜，即得產
品O而且，步驟⑴所述的雙螺桿擠出機筒后段溫度分四段控制，分別控制在180 200°C，料筒前段溫度分四段控制，分別控制在200 230°C，機頭溫度分兩段控制，分別控制在220 240 °C而且，步驟⑵所述的吹膜機料筒后段溫度分四段控制，分別控制在180 200°C，料筒前段溫度分四段控制，分別控制在210 230°C，機頭溫度分兩段控制，分別控制在220 240°C，吹脹比為1.5 2.0，螺桿轉速20 40r/min，牽引速度10 50m/min。而且， 所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
而且，所述紫外線吸收劑是水楊酸苯酯或紫外線吸收劑UV-531。本發明的優點和積極效果是:1、本發明提供的隔氧且可降解塑料薄膜在制備方法上選用目前市場上成熟的改性淀粉可降解塑料母料PBM與Pullulan多糖和薄膜級LDPE共混擠出吹膜，利用LDPE的特點，保證薄膜良好的力學性能；利用PBM和Pullulan的可降解性，實現薄膜材料的環境友好性；利用Pullulan的高隔氧性，提高薄膜材料的隔氧性；利用淀粉與Pullulan作為糖類物質在結構上的相似性，提高塑料薄膜材料整體的相容性；通過控制LDPE/PBM/PulIulan體系的共混配比，可實現對隔氧性和可降解性等的調控。2、本發明提供的隔氧且可降解塑料薄膜在富氧及微生物的作用下會自動分解，廢棄后的薄膜能被自然界中微生物完全降解消化，最終生成二氧化碳和水，較相同厚度的LDPE薄膜隔氧性能可提高40%。本發明的制備方法工藝簡單、生產效率高、工業化實施容易、可用普通塑料吹膜機進行生產。
具體實施例方式下面詳細敘述本發明的實施例；需要說明的是，本實施例是敘述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。本發明中所涉及的PBM降解材料是利用農業生物質資源為主要原料生產的生物降解材料，是采用淀粉、植物油脂等為主要原料合成的全降解天然高分子材料經特殊處理后，與水溶性高分子材料及少量樹脂復合而成，該PBM降解材料為市售商品。實施例1:一種隔氧且 可降解塑料薄膜，其制備方法包括以下步驟:⑴稱取LDPE，IOOKg ；PBM降解材料，50Kg ;普魯蘭(Pullulan)多糖，40Kg ;抗氧劑1010，4 Kg ;水楊酸苯酯，0.5Kg ；⑵按步驟⑴配方將LDPE、Pullulan多糖以及抗氧劑1010、水楊酸苯酯等在常規高速混合機中混合30分鐘，在雙螺桿擠出機中擠出造粒，形成母粒；擠出造粒機料筒后段四段溫度分別為180°C、190°C、190°C、200°C，料筒前段四段溫度分別為200°C、21 (TC、21 (TC、230°C，機頭兩段溫度分別為230°C、230°C ；⑶將步驟⑵中母粒與PBM降解材料混合，塑料吹膜機擠出吹膜，吹膜機料筒后段四段溫度分別為180 V、190 V、1900C >200 V，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、220°C，機頭兩段溫度分別為230°C、230°C。吹脹比1.5，螺桿轉速40r/min，牽引速度30m/min,即得產品。實施例2:一種隔氧且可降解塑料薄膜，其制備方法包括以下步驟:⑴稱取LDPE，IOOKg ；PBM降解材料，70Kg ;普魯蘭(Pullulan)，多糖40Kg ;抗氧劑1010，4 Kg ;水楊酸苯酯，IKg ；⑵按步驟⑴配方將LDPE、Pullulan多糖以及抗氧劑1010、水楊酸苯酯等在常規高速混合機中混合30分鐘，在雙螺桿擠出機中擠出造粒，形成母粒；擠出造粒機料筒后段四段溫度分別為180°C、190°C、190°C、200 V，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、230°C，機頭兩段溫度分別為230°C、230°C ；
⑶將步驟⑵中母粒與PBM降解材料混合，塑料吹膜機擠出吹膜，吹膜機料筒后段四段溫度分別為180 V、190 V、1900C >200 V，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、220°C，機頭兩段溫度分別為230°C、230°C。吹脹比1.5，螺桿轉速40r/min，牽引速度30m/min,即得產品。實施例3:一種隔氧且可降解塑料薄膜，其制備方法包括以下步驟:⑴稱取LDPE，IOOKg ；PBM降解材料，60Kg ;普魯蘭(Pullulan)，多糖30Kg ;抗氧劑1010，3 Kg ;水楊酸苯酯，IKg ；⑵按步驟⑴配方將LDPE、Pullulan多糖以及抗氧劑1010、水楊酸苯酯等在常規高速混合機中混合25分鐘，在雙螺桿擠出機中擠出造粒，形成母粒；擠出造粒機料筒后段四段溫度分別為180°C、190°C、190°C、200 V，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、230°C，機頭兩段溫度分別為230°C、240°C ；⑶將步驟⑵中母粒與PBM降解材料混合，塑料吹膜機擠出吹膜，吹膜機料筒后段四段溫度分別為180 V、190 V、1900C >200 V，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、220°C，機頭兩段溫度分別為230°C、240°C。吹脹比1.5，螺桿轉速40r/min，牽引速度30m/min,即得產品。實施例4:一種隔氧且可降解塑料薄膜，其制備方法包括以下步驟:⑴稱取LDPE，IOOKg ；PBM降解材料，50Kg ;普魯蘭(Pullulan)，多糖40Kg ;抗氧劑1010，4 Kg ;水楊酸苯酯，0.5Kg ；⑵按步驟⑴配方將LDPE、Pullulan多糖以及抗氧劑168、紫外線吸收劑UV-531等在常規高速混合機中混合25分鐘，在雙螺桿擠出機中擠出造粒，形成母粒。擠出造粒機料筒后段四段溫度分別為190°c、19(rc、20(rc、20(rc，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、230°C，機頭兩段溫度分別為 240°C、240°C ；⑶將步驟⑵中母粒與PBM降解材料混合，塑料吹膜機擠出吹膜，吹膜機料筒后段四段溫度分別為180 V、190 V、1900C >200 V，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、220°C，機頭兩段溫度分別為240°C、240°C。吹脹比1.5，螺桿轉速40r/min，牽引速度50m/min,即得產品。實施例5:—種隔氧且可降解塑料薄膜，其制備方法包括以下步驟:⑴稱取LDPE，IOOKg ；PBM降解材料，70Kg ;普魯蘭(Pullulan)，多糖40Kg ;抗氧劑1010，4 Kg ;水楊酸苯酯，IKg ；⑵按步驟⑴配方將LDPE、Pullulan多糖以及抗氧劑168、紫外線吸收劑UV-531等在常規高速混合機中混合35分鐘，在雙螺桿擠出機中擠出造粒，形成母粒。擠出造粒機料筒后段四段溫度分別為180°c、19(rc、19(rc、20(rc，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、230°C，機頭兩段溫度分別為 240°C、240°C ；⑶將步驟⑵中母粒與PBM降解 材料混合，塑料吹膜機擠出吹膜，吹膜機料筒后段四段溫度分別為180 V、190 V、1900C >200 V，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、220°C，機頭兩段溫度分別為230°C、230°C。吹脹比1.5，螺桿轉速20r/min，牽引速度lOm/min,即得產品。實施例6:一種隔氧且可降解塑料薄膜，其制備方法包括以下步驟:⑴稱取LDPE，IOOKg ；PBM降解材料，60Kg ;普魯蘭(Pullulan)，多糖30Kg ;抗氧劑168，3 Kg ;水楊酸苯酯，IKg ；
⑵按步驟⑴配方將LDPE、Pullulan多糖以及抗氧劑168、紫外線吸收劑UV-531等在常規高速混合機中混合35分鐘，在雙螺桿擠出機中擠出造粒，形成母粒。擠出造粒機料筒后段四段溫度分別為180°c、19(rc、19(rc、20(rc，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、210°C、230°C，機頭兩段溫度分別為 230°C、240°C ；⑶將步驟⑵中母粒與步驟中PBM降解材料混合，塑料吹膜機擠出吹膜，吹膜機料筒后段四段溫度分別為190°c、19(rc、19(rc、20(rc，料筒前段四段溫度分別為200°C、210°C、220°C、220°C，機頭兩段溫度分別為230°C、240V。吹脹比2，螺桿轉速30r/min，牽弓I速度40m/min,即得產品。
權利要求
1.一種隔氧且可降解的塑料薄膜，其特征在于:其原料組分及重量份數分別為:低密度聚乙烯 100份PBM降解材料 50 70份普魯蘭多糖20 40份 抗氧劑2 4份紫外線吸收劑 0.5 I份。
2.根據權利要求1所述的隔氧且可降解的塑料薄膜，其特征在于:PBM降解材料是利用農業生物質資源為主要原料生產的生物降解材料，是采用淀粉、植物油脂等為主要原料合成的全降解天然高分子材料經特殊處理后，與水溶性高分子材料及少量樹脂復合而成，該PBM降解材料為市售商品。
3.根據權利要求1所述的隔氧且 可降解的塑料薄膜，其特征在于:所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
4.根據權利要求1所述的隔氧且可降解的塑料薄膜，其特征在于:所述紫外線吸收劑是水楊酸苯酯或紫外線吸收劑UV-531。
5.一種制備如權利要求1所述的隔氧且可降解的塑料薄膜的方法，其特征在于:其步驟為: ⑴將低密度聚乙烯、普魯蘭多糖以及抗氧劑、紫外線吸收劑在高速混合機中混合25-35分鐘，然后在雙螺桿擠出機中擠出造粒，得到母粒； ⑵將步驟⑴得到的母粒與PBM降解材料混合，采用塑料吹膜機擠出吹膜，即得產品。
6.根據權利要求5所述的隔氧且可降解的塑料薄膜的方法，其特征在于:步驟⑴所述的雙螺桿擠出機筒后段溫度分四段控制，分別控制在180 200°C，料筒前段溫度分四段控制，分別控制在200 230°C，機頭溫度分兩段控制，分別控制在220 240°C。
7.根據權利要求5所述的隔氧且可降解的塑料薄膜的方法，其特征在于:步驟⑵所述的吹膜機料筒后段溫度分四段控制，分別控制在180 200°C，料筒前段溫度分四段控制，分別控制在210 230°C，機頭溫度分兩段控制，分別控制在220 240°C，吹脹比為1.5 ·2.0,螺桿轉速20 40r/min,牽引速度10 50m/min。
全文摘要
本發明涉及一種隔氧且可降解的塑料薄膜，其原料組分及重量分別為低密度聚乙烯100 份；PBM母料50～70份；普魯蘭多糖20～40份；抗氧劑2～4 份；紫外線吸收劑0.5～1 份。本發明利用LDPE的特點，保證薄膜良好的力學性能；利用PBM和Pullulan的可降解性，實現薄膜材料的環境友好性；利用Pullulan的高隔氧性，提高薄膜材料的隔氧性；利用淀粉與Pullulan作為糖類物質在結構上的相似性，提高塑料薄膜材料整體的相容性；通過控制LDPE/PBM/Pullulan體系的共混配比，可實現對隔氧性和可降解性等的調控。
文檔編號B29C55/28GK103160012SQ20131011093
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者朱鳳超, 趙義平 申請人:天津超平新材料科技有限公司