專利名稱：一種全生物降解塑料薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物降解材料，具體地說(shuō)是一種全生物降解塑料薄膜。

背景技術(shù)：
為了解決當(dāng)前石油塑料薄膜難降解問(wèn)題，20世紀(jì)80年代后就出現(xiàn)以淀粉為原料的可降解塑料制品?，F(xiàn)有技術(shù)中，以淀粉為主要原料或以淀粉和其它可降解材料為主要原料制成的生物全降解材料具有吹膜性能差的缺陷，利用現(xiàn)有設(shè)備無(wú)法制成滿足使用要求的膜產(chǎn)品。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種全生物降解塑料薄膜，以降低環(huán)境污染，滿足市場(chǎng)需求。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本全生物降解塑料薄膜由以下重量份數(shù)的各原料玉米或豆類、薯類淀粉40～60份、改性淀粉20～30份、聚乙烯醇10～30份、聚乳酸5～20份為主要成份經(jīng)高速混合機(jī)充分混合后，經(jīng)造粒機(jī)制得粒狀材料，再在吹膜設(shè)備上經(jīng)螺桿直徑為60～120mm，長(zhǎng)徑比L/D＝(20-25)∶1，溫度為110～130℃雙螺桿擠出機(jī)擠出后吹膜即可。
所述改性淀粉是將粒徑為4-26μm的玉米淀粉在溫度為64-72℃下進(jìn)行糊化，制得。本改性淀粉的DSC譜圖在110-160℃之間出現(xiàn)明顯的熔融吸熱峰，說(shuō)明淀粉分子間的氫鍵作用被削弱破壞，分子鍵的擴(kuò)散能力提高，材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，所以在分解前實(shí)現(xiàn)了微晶的熔融，由雙螺旋構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)規(guī)線團(tuán)構(gòu)象，從而使淀粉具備了熱塑性加工的可能性。這種改性淀粉與玉米淀粉或豆類淀粉、薯類淀粉、聚乙烯醇(PVA)和聚乳酸(PLA)按上述用量復(fù)合共混后，在擠壓和熱熔過(guò)程中，淀粉分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變異，得到進(jìn)一步改性。由于選擇了適當(dāng)?shù)脑虾瓦m宜的配比，本發(fā)明的四種原料共混后經(jīng)擠壓和熱熔所形成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均質(zhì)聚合物，在低剪切速率下，未看到牛頓平坦區(qū)，而是表現(xiàn)出粘度快速上升。這種行為表明產(chǎn)生屈服應(yīng)力，即被克服的使熔解聚合物流動(dòng)的應(yīng)力。這種具有賓漢流體特性的熔體僅在施加高于屈服應(yīng)力的剪切力時(shí)開(kāi)始流動(dòng)。該類材料的加工行為類似于合成聚合物。由于以淀粉為基礎(chǔ)的聚合物，在較高溫度下急劇降解，因此在加工時(shí)加工溫度范圍要小，加工時(shí)停留時(shí)間要短。因此，本發(fā)明根據(jù)該均質(zhì)聚合物性質(zhì)對(duì)吹膜設(shè)備做了降低長(zhǎng)徑比、減少加工時(shí)間的改進(jìn)，其余步驟按現(xiàn)有技術(shù)中的已有設(shè)備和工藝執(zhí)行。經(jīng)上述吹膜設(shè)備按上述工藝條件即可制得符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的全生物降解塑料薄膜產(chǎn)品。
除上述四種主要原料外，助劑使用現(xiàn)有技術(shù)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(lián)劑可用甲醛以破壞淀粉的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，添加量為0.5-2.0份。另外，可根據(jù)需要添加適當(dāng)?shù)脑錾珓┤缣嗵m等來(lái)調(diào)整終產(chǎn)品的顏色。
本發(fā)明的薄膜產(chǎn)品制備工藝簡(jiǎn)便，不需要對(duì)聚乙烯醇和聚乳酸進(jìn)行改性，所選用的四種原料經(jīng)高溫?cái)D壓所制成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均質(zhì)聚合物透明度好、熱塑性強(qiáng)、拉伸強(qiáng)度高，可滿足吹塑、注塑的要求。又由于所使用的四種主要原料均為可生物降解材料，因此，終產(chǎn)品具有很好的生物降解性。檢測(cè)結(jié)果顯示，24個(gè)月內(nèi)按產(chǎn)品性能要求，在自然環(huán)境下可完全降解，且通過(guò)對(duì)相關(guān)土壤進(jìn)行檢測(cè)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有害物質(zhì)產(chǎn)生。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 按以下重量稱取各原料玉米淀粉40公斤、改性淀粉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(jī)轉(zhuǎn)速為1050r/min，混合時(shí)間為10min。經(jīng)混合后的原料，置造粒機(jī)中進(jìn)行擠壓造粒，轉(zhuǎn)速為80r/min，溫度為120-150℃，經(jīng)高壓高溫?cái)D出造粒，擠出后冷卻成粒。
將上述造粒機(jī)制得的母粒進(jìn)行吹塑制得塑料薄膜產(chǎn)品。
擠出機(jī)為單螺桿擠出機(jī)，具體工藝條件為 吹出區(qū)段一 二 溫度(℃)100110 模頭模頭一 模頭二 溫度(℃)110120 螺桿轉(zhuǎn)速160-37r/min 螺桿直徑70mm 螺桿長(zhǎng)度1300mm 經(jīng)測(cè)試所制膜產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如下 實(shí)施例2 按以下重量稱取各原料豆類淀粉60公斤、改性淀粉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。
制備工藝同實(shí)施例1 所制得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如下表 實(shí)施例3 按以下重量稱取各原料土豆淀粉40公斤、改性淀粉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。
制備工藝同實(shí)施例1 所制得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如下表 實(shí)施例4 按以下重量稱取各原料薯類淀粉45公斤、改性淀粉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。
制備工藝同實(shí)施例1 所制得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如下表 實(shí)施例5 按以下重量稱取各原料玉米淀粉50公斤、改性淀粉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。
制備工藝同實(shí)施例1 所制得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如下表 實(shí)施例6 按以下重量稱取各原料大米淀粉40公斤、改性淀粉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。
制備工藝同實(shí)施例1 所制得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如下表
權(quán)利要求
1、一種全生物降解塑料薄膜，其特征在于由以下重量份數(shù)的各原料玉米或豆類、薯類淀粉40-60份、改性淀粉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后，經(jīng)造粒機(jī)制得粒狀材料，再在吹膜設(shè)備上經(jīng)螺桿直徑為60-120mm，長(zhǎng)徑比L/D＝(20-25)∶1，溫度為110-130℃的雙螺桿擠出機(jī)擠出后吹膜即可。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全生物降解塑料薄膜，其特征在于改性淀粉是將粒徑為4-26μm的玉米或豆類、薯類淀粉在溫度為64-72℃下進(jìn)行糊化和接枝共聚所得。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的全生物降解塑料薄膜，其特征在于各原料的重量份數(shù)為玉米或豆類、薯類淀粉40份、改性淀粉20份、聚乙烯醇20份、聚乳酸10份。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種本全生物降解塑料薄膜由以下重量份數(shù)的各原料玉米或豆類、薯類淀粉40-60份、改性淀粉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后，經(jīng)造粒機(jī)制得粒狀材料，再在吹膜設(shè)備上經(jīng)螺桿直徑為60-120mm，長(zhǎng)徑比L/D＝(20-25)∶1，溫度為110-130℃的雙螺桿擠出機(jī)擠出后吹膜即可。本發(fā)明的薄膜產(chǎn)品制備工藝簡(jiǎn)便，而且所形成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均質(zhì)聚合物透明度好、熱塑性強(qiáng)、拉伸強(qiáng)度高，可制出滿足吹塑要求。終產(chǎn)品具有很好的生物降解性。
文檔編號(hào)B29B7/00GK101323678SQ200810055500
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者彭英利, 程愛(ài)軍, 雷偉現(xiàn) 申請(qǐng)人:石家莊普萊斯環(huán)保材料科技有限公司