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CN102653601A - 可完全生物降解塑料树脂及其薄膜类制品的方法 - Google Patents

可完全生物降解塑料树脂及其薄膜类制品的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可完全生物降解塑料树脂及其薄膜类制品的方法，是通过以下步骤实现的：以玉米淀粉，红薯淀粉，木薯淀粉，魔芋淀粉；聚丁二酸丁二醇酯，各种塑料助剂等原料，控制淀粉含量为90％，对淀粉进行表面处理，后和可降解合成树脂(PBS、PLA)进行共混改性；采用吹膜、挤出等工艺，得到相应产品；本发明的有益效果是：在保持该产品100％可降解的前提下，又能提高该产品的拉伸强度和断裂伸长率，让该产品真正的符合市场需求。

Description

可完全生物降解塑料树脂及其薄膜类制品的方法
技术领域
本发明涉及一种可降解塑料的方法，尤其涉及一种可完全生物降解塑料树脂及其薄膜类制品的方法。
背景技术
自20世纪30年代合成高分子材料并投入应用以来，塑料以其质轻耐用、价廉物美的特殊品质，广泛应用于国民经济各部门和人民生活各领域。但自然降解时间长，由此引起了严重的“白色污染”，焚烧可回收能量，但设备投资大，且易产生有毒气体，增加温室效应，形成二次污染；回收利用可较好地解决塑料垃圾的污染问题，但该方法运行成本高、技术难度大、产品质量难以保证。
可降解塑料是在使用和保存期内能够满足应用性能要求，使用后在特定环境条件下，在较短时间内化学结构能发生明显变化，引起某些性质损失的一类塑料。目前，已产业化的降解塑料品种有光降解、光/生物降解、生物降解等，其中对保护环境、生态有益的生物降解塑料是目前应用最广泛的一种，尤其它以价格适中、加工设备简单、降解性能优良等特点，已成为当前易回收的一次性包装物最为理想的材料，在包装领域中具有十分广阔的应用前景。
可降解淀粉基塑料材料俗称天然高分子材料，又称为生物质材料。包括淀粉、纤维素、壳聚糖、蛋白质及木质素五类，这些材料来源于自然界生长的物质，优点：资源丰富、可循环再生、永不枯竭及价格低廉，缺点：湿强度低、可塑成型不好。
目前国内外已实现产业化生产的淀粉基全降解塑料有六类：天然高分子改性类、聚交酯类、聚羟基烷酸脂类、脂肪族聚酯类、二氧化碳基共聚物类及聚己内酯类。
如何将降解性能更好的天然高分子改性类塑料更好的市场应用，是技术人员要考虑的。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种可完全生物降解塑料树脂及其薄膜类制品的方法，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：
称取一定量的淀粉；所述的淀粉是玉米淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、魔芋淀粉中的一种和塑化剂甘油，淀粉与塑化剂甘油按质量比10∶2-10∶3的比例加入到高速混合机中混合0.5h-2h，温度设为90-95℃；然后将混合物封闭在塑料袋中放置23h-25h，经密炼机进行混炼，温度设在130-145℃之间，混炼15～20min，得到改性淀粉；
然后在单螺杆挤出机中塑化挤出，温度控制在160-162℃下，转速控制在40～60r/min，挤出、造粒；
再与聚丁二酸丁二醇酯，及德国Biotec公司的可完全降解淀粉基树脂进行共混，三者质量比2∶2∶10-2∶3∶10；再加入聚乙烯醇1-2％、热塑性聚氨酯1-2％进行塑化，加入热稳定剂硬酯酸锌1-2％，抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚1-2％；加入硅烷偶联剂1-2％、铝酸醋偶联剂1-2％；上述的百分比为质量比；
吹膜加工；具体的不同段温度为：吹膜加料段温度130-132℃，塑化段温度152-154℃，均化段温度160-162℃；
主轴转速150-155r/min的情况下可以得到平均膜厚为0.05mm的生物可降解塑料薄膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在保持该产品100％可降解的前提下，又能提高该产品的拉伸强度和断裂伸长率，让该产品真正的符合市场需求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明是通过以下步骤实现的：
称取一定量的淀粉；所述的淀粉是玉米淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、魔芋淀粉中的一种和塑化剂甘油，淀粉与塑化剂甘油按质量比10∶2-10∶3的比例加入到高速混合机中混合0.5h-2h，温度设为90-95℃；然后将混合物封闭在塑料袋中放置23h-25h，经密炼机进行混炼，温度设在130-145℃之间，混炼15～20min，得到改性淀粉；
然后在单螺杆挤出机中塑化挤出，温度控制在160-162℃下，转速控制在40～60r/min，挤出、造粒；
当改性淀粉制备在颜色及塑化的效果上达到要求之后，与聚丁二酸丁二醇酯PBS，及德国Biotec公司的可完全降解淀粉基树脂进行共混，三者质量比2∶2∶10-2∶3∶10；再加入聚乙烯醇1-2％、热塑性聚氨酯1-2％进行塑化，加入热稳定剂硬酯酸锌1-2％，抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚1-2％；加入硅烷偶联剂1-2％、铝酸醋偶联剂1-2％；上述的百分比为质量比；
吹膜加工工艺与普通塑料PE最大的区别是温度，本发明对吹膜设备的温控系统上进行了改进，使得挤出类吹膜机的不同段温度控制在±2℃。具体的不同段温度为：吹膜加料段温度130-132℃，塑化段温度152-154℃，均化段温度160-162℃；主轴转速150-155r/min的情况下可以得到平均膜厚为0.05mm的生物可降解塑料薄膜。
本发明中的可完全降解淀粉树脂材料目前还有很多的供应商开始陆续投入生产，不仅仅只局限于德国Biotec公司提供的原料，发明中的改性方法同样可以应用于如注塑，吹塑等需要可降解的产品中，所以该技术的应用范围及其广泛。
实施例：
称取10Kg玉米淀粉和2Kg甘油，加入到高速混合机中混合1h，温度设为92℃。然后将混合物封闭在塑料袋中放置24h，经密炼机进行混炼，温度设在120℃，混炼20min，得到改性淀粉。
然后在单螺杆挤出机中塑化挤出，温度控制在145℃，转速控制在60r/min，挤出、造粒。
10Kg改性淀粉在塑化的效果上达到要求之后，与10Kg聚丁二酸丁二醇酯PBS，50Kg可完全降解淀粉基树脂共混，加入了聚乙烯醇0.2Kg，加入热稳定剂硬酯酸锌0.2Kg，抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.1Kg，以及硅烷偶联剂0.1Kg。
利用挤出吹塑法制全生物降解塑料薄膜。吹膜加工工艺条件为加料段温度132℃，塑化段温度152℃，均化段温度162℃，主轴转速150r/min，得到了平均膜厚为0.05mm的薄膜。
本发明中采用的设备都为市售设备。
本发明生产的产品采用德国Biotec公司提供的原材料，由于该产品的拉伸强度、断裂伸长率与传统的PE材料相比还有很多的差距，本发明在保持该产品100％可降解的前提下，又能提高该产品的拉伸强度和断裂伸长率，让该产品真正的符合市场需求。
本发明以玉米淀粉，红薯淀粉，木薯淀粉，魔芋淀粉；聚丁二酸丁二醇酯，各种塑料助剂等原料，控制淀粉含量为90％，对淀粉进行表面处理，后和可降解合成树脂(PBS、PLA)进行共混改性。采用吹膜、挤出等工艺，得到相应产品，并对其进行检测。拉伸强度(纵向)21-30MPa，拉伸强度(横向)18-23MPa，断裂伸长率330-388，生物堆肥降解62％-65％/130d。GB/T19277-2003/ISO14855：1999
开发降解塑料制品产品有：全淀粉热塑性全生物降解塑料母料及系列制品，如一次性快餐用具、容器、插秧盘及其它适用制品。
本发明产品性能特点：
①产品各项性能卫生指标与现有同类非降解塑料-致、符合GB4456-84.GBl0801-89.QB/T2188-95.GBg685-88，GB9687-88.GB9689-88等系列标准.
②可根据产品的性能使用特点和配方要求，实观产品的时控或快速降解，降解过程中不会产生有毒物质，更不会形成二次污染。
③产品在正常的贮存使用期间，不会发生降解和劣变。
④产品使用后光降解性、生物降解性或综合降解性能良好，符合国家环保局环境标志产品技术要求(HJBZl2-1997)。
本发明属绿色环保产品，环境保护遵从《国家环境保护法》，在工艺设计中采用无毒无害的原料，选用节能、低噪声设备，力求把生产过程的污染物减少到最低的限度，生产后无“三废”。

Claims (1)

1.一种可完全生物降解塑料树脂及其薄膜类制品的方法，是通过以下步骤实现的：
称取一定量的淀粉；所述的淀粉是玉米淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、魔芋淀粉中的一种和塑化剂甘油，淀粉与塑化剂甘油按质量比10∶2-10∶3的比例加入到高速混合机中混合0.5h-2h，温度设为90-95℃；然后将混合物封闭在塑料袋中放置23h-25h，经密炼机进行混炼，温度设在130-145℃之间，混炼15～20min，得到改性淀粉；
然后在单螺杆挤出机中塑化挤出，温度控制在160-162℃下，转速控制在40～60r/min，挤出、造粒；
再与聚丁二酸丁二醇酯，及德国Biotec公司的可完全降解淀粉基树脂进行共混，三者质量比2∶2∶10-2∶3∶10；再加入聚乙烯醇1-2％、热塑性聚氨酯1-2％进行塑化，加入热稳定剂硬酯酸锌1-2％，抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚1-2％；加入硅烷偶联剂1-2％、铝酸醋偶联剂1-2％；上述的百分比为质量比；
吹膜加工；具体的不同段温度为：吹膜加料段温度130-132℃，塑化段温度152-154℃，均化段温度160-162℃；
主轴转速150-155r/min的情况下可以得到平均膜厚为0.05mm的生物可降解塑料薄膜。
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