用于生物質(zhì)膜的組合物和使用該組合物的生物質(zhì)膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種使用包括麥麩或大豆皮的食物副產(chǎn)物的用于生物質(zhì)膜的組合物，并涉及一種使用所述組合物的生物質(zhì)膜，更具體地講，本發(fā)明涉及這樣的生物質(zhì)膜，所述生物質(zhì)膜在可加工性方面得到改進，具有高的防水性、抗油性和防針孔性從而適合用于購物袋，通過使用碳平衡類型的植物食物副產(chǎn)物而展現(xiàn)出碳還原性能，并且在基于自然改造的降解性能方面得到改善。所述組合物包括100重量份的聚烯烴類樹脂、50～150重量份的粉狀多孔綠色生物質(zhì)、5～20重量份的無機填料、0.5～3重量份的表面涂布劑和1～10重量份的液體低分子量化合物，所述粉狀多孔綠色生物質(zhì)包括從由麥麩和大豆皮組成的組中選擇的一種或多種。
【專利說明】用于生物質(zhì)膜的組合物和使用該組合物的生物質(zhì)膜
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用包括麥麩或大豆皮的食物副產(chǎn)物的用于生物質(zhì)膜的組合物，并涉及一種使用所述組合物的生物質(zhì)膜，更具體地講，本發(fā)明涉及這樣的生物質(zhì)膜，所述生物質(zhì)膜在可加工性方面得到改進，具有高的防水性、抗油性和防針孔性從而適合用于購物袋，通過使用碳平衡類型的植物食物副產(chǎn)物而展現(xiàn)出碳還原性能，并且在基于自然改造的降解性能方面得到改善。
【背景技術】 [0002]在包裝中主要使用的塑料膜的示例包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、尼龍、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等。在它們中，PVC基于焚燒而產(chǎn)生諸如二氧芑的有害物質(zhì)，聚丙烯、尼龍、PET等具有相當穩(wěn)定的分子結構，因而展現(xiàn)出良好的機械性能。然而，當這樣的塑料膜在已經(jīng)用于包裝之后埋在地下而未經(jīng)過任何特定的處理時，由于它們的化學和生物穩(wěn)定性，所以它們幾乎不降解，從而導致它們在土地中累積，進而不期望地縮短了填埋場的壽命并導致土壤污染。
[0003]生物塑料在使用過程中具有與普通塑料的功能類似的功能(強度、防水性、可成形性、耐熱性等)。生物塑料是指通過借助于自然環(huán)境中的微生物的活性使高分子量化合物轉化為低分子量化合物的過程最終分解為水、二氧化碳和生物質(zhì)的塑料。
[0004]當前基于使用生物質(zhì)的氧化式生物降解和碳還原的概念而可用作塑料替代品的生物塑料的示例包括:(1)通過將諸如碳平衡類型的生物質(zhì)洋麻、稻桿、麥秸、稻殼、麥麩、豆皮、玉米皮、玉米桿、玉米芯、植物莖粉、淀粉等的植物與普通塑料或生物可降解塑料混合所獲得的碳可還原生物塑料；(2)通過將開發(fā)的生物可降解塑料(例如，PLA、PCL等)與普通塑料混合所獲得的碳可還原聚合物復合物；(3)通過使用酶化學催化劑的開環(huán)反應從乳酸或交酯合成的聚交酯；(4) ε -己內(nèi)酯和其它二醇-二酸類脂肪族聚酯；(5)通過將稻桿、麥秸、鋸屑、廢紙漿等與丙烯酸樹脂和淀粉混合且隨后壓制混合物所獲得的天然材料；(6)通過用乙酸處理紙、漿等所合成的纖維素；(7)使用碳可還原植物生物質(zhì)、普通塑料、生物可降解樹脂、降解加速劑、氧化劑、增容劑、生物可降解塑料等的氧化式生物可降解產(chǎn)品。生物基塑料可以再循環(huán)且當埋在地下時是可降解的，基于焚燒不排出諸如二氧芑的有害物質(zhì)，具有4000~7000千卡的熱值(其遠低于普通塑料的熱值)，并可以減小損壞焚燒爐的風險。
[0005]當前，對作為具有高生物降解性能的脂肪族聚酯的聚乳酸的全面研究和開發(fā)正在進行。雖然源自生物質(zhì)的聚乳酸膜在機械性能和透明度方面是穩(wěn)定的，但是它們由于其分子結構導致的高結晶度而具有低彈性，因此在應用于包裝或購物袋方面受到限制。為了解決這些問題，使用多羥基化合物增塑劑，但是多羥基化合物增塑劑具有低的分子量，因此在擠出時會蒸發(fā)，從而不期望地導致差的彈性。在擠出時，因為難以形成片，所以這樣的膜是有問題的，并且耐熱性會降低。
[0006]因為剛性差，并且可加工性會因用于解決剛性問題的材料而劣化，所以使用聚烯烴類樹脂來制造諸如購物袋的產(chǎn)品的情況是不利的。具體地講，使用生物質(zhì)材料來滿足對生態(tài)環(huán)境友好的產(chǎn)品的需求會進一步加劇以上問題。
[0007]同時，在使用從食物加工產(chǎn)生的初級農(nóng)業(yè)廢料(例如，麥糠和豆殼)的粉末獲得的生物質(zhì)塑料和膜的情況下，由于在處理時產(chǎn)生濕氣和氣體，所以可加工性會顯著地降低。尤其是，碳化物的產(chǎn)生導致不可能執(zhí)行連續(xù)的工作。此外，與傳統(tǒng)的塑料膜相比，這樣的生物質(zhì)塑料和膜會具有較低的防水性、抗油性和氣體阻擋性能，因此必須改善其總體性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明已經(jīng)考慮到在現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的以上問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)膜，盡管利用包括麥麩或大豆皮(多孔綠色生物質(zhì))的食物副產(chǎn)物，所述生物質(zhì)膜仍可具有高的可加工性以由此確保適合于形成膜的性能，并可以展現(xiàn)出高的生物降解能力和與典型的烯烴類樹脂的高相容性，從而得到高的可再生性和可再循環(huán)性。
[0009]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種用于生物質(zhì)膜的組合物，所述組合物包括:100重量份的聚烯烴類樹脂；50~150重量份的粉狀多孔綠色生物質(zhì)，包括從由麥麩和大豆皮組成的組中選擇的一種或多種；5~20重量份的無機填料、0.5~3重量份的表面涂布劑 ;以及I~10重量份的液體低分子量化合物。
[0010]粉狀多孔綠色生物質(zhì)的孔可以用無機填料和液體低分子量化合物填充。另外，所述組合物還可以包括I~10重量份的增容劑和I~10重量份的塑料用潤滑劑，以改善聚烯烴類樹脂和粉狀多孔綠色生物質(zhì)的混溶性。液體低分子量化合物可以是從由MEG、DEG、TEG和PEG組成的組中選擇的一種或多種。
[0011 ] 聚烯烴類樹脂可以是PE，PE樹脂可以包括HDPE以及LDPE、LLDPE和它們的組合中的至少一種，其中，基于PE樹脂的總重量，HDPE的用量為60~80wt%，LDPE、LLDPE和它們的組合中的至少一種的用量為20~40wt%。
[0012]此外，PE樹脂包括HDPE、LDPE和LLDPE，其中，基于PE樹脂的總重量，HDPE的用量為60~80wt%，LDPE和LLDPE的用量為20~40wt%，其中，基于LDPE和LLDPE的總重量，LDPE的用量為15~25wt%，LLDPE的用量為75~85wt%。
[0013]粉狀多孔綠色生物質(zhì)可以從麥麩加工而成。
[0014]另外，本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)膜，所述生物質(zhì)膜主要由以上組合物組成，并且是可再生的且可再循環(huán)的。所述生物質(zhì)膜可以僅由以上組合物來制造。在這種情況下，可以進一步添加從由EVA和SEBS組成的組中選擇的樹脂，然后執(zhí)行擠出，由此改善延伸率和拉伸強度。
[0015]另外，本發(fā)明提供了一種制造可再生的且可再循環(huán)的生物質(zhì)膜的方法，所述方法包括:i)將包括從由麥麩和大豆皮組成的組中選擇的一種或多種的粉狀多孔綠色生物質(zhì)、無機填料、表面涂布劑和液體低分子量化合物混合，并將它們在高速下捏和的同時進行加熱，由此獲得混合物；ii)將在i)中獲得的混合物、聚烯烴類樹脂、增容劑和塑料用潤滑劑混合在一起的同時進行加熱，因此獲得混合的組合物；以及iii)擠出獲得的組合物，由此形成膜。這樣，所述組合物可以包括100重量份的聚烯烴類樹脂、50~150重量份的多孔綠色生物質(zhì)、5~20重量份的無機填料、0.5~3重量份的表面涂布劑、I~10重量份的液體低分子量化合物、I~10重量份的增容劑和I~10重量份的塑料用潤滑劑，并可以在70°C~110°C下執(zhí)行加熱步驟。【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的以上和其它目的、特征及優(yōu)點將變得更易于理解，在附圖中:
[0017]圖1示出了在粉碎之前麥麩的掃描電子顯微鏡(SHM)圖像；
[0018]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的生物質(zhì)膜的照片；
[0019]圖3示出了圖2的放大照片。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明屬于使用生物質(zhì)材料來制備適合于購物袋、工業(yè)包裝或食品包裝的膜的組合物的技術。為此，在從生物質(zhì)材料得到的膜的情況下，特別將可加工性視為是重要的，并且其它必要性能(即，生物降解性能和相容性)也是重要的。
[0021]在本發(fā)明中，使用多孔綠色農(nóng)業(yè)廢料作為生物質(zhì)材料。這對于重復利用廢料資源并改善生物降解性能是有效的。多孔綠色農(nóng)業(yè)廢料可以包括谷物的殼、稻桿、玉米桿、大麥桿等以及它們的混合物。具體地講，在本發(fā)明中，麥麩(麥糠或麩)和大豆皮(豆皮)是有用的，它們具有相當大量的纖維(例如，纖維素或半纖維素)、粗纖維等。因此，這些材料適合作為在用于購物袋的膜中使用的生物質(zhì)材料，并且麥麩是特別有用的。在本發(fā)明中，多孔綠色農(nóng)業(yè)廢料是指多孔綠色 生物質(zhì)。綠色農(nóng)業(yè)廢料可以被凍干、使用球磨機進行粉碎并使用空氣噴射研磨機進一步進行粉碎，因此獲得粒徑為若干μ m的多孔粉末。這是指粉狀多孔綠色生物質(zhì)。圖1是麥麩的SEM圖像。粉狀多孔綠色生物質(zhì)基本上天然的，含有濕氣和氣體，并具有低的比重，從而難以形成塑料膜。另外，該生物質(zhì)的表面積是樹脂的表面積的若干倍至數(shù)千倍，因此該生物質(zhì)在與聚合物復合混合時快速地冷卻，并且即使當將溫度增加至待復合的樹脂的軟化溫度時仍不易于加熱。這是因為多孔天然材料易于放出熱，因此快速地冷卻，并且還因為由于在與樹脂捏和時低的比重，所以摩擦系數(shù)減小。在本發(fā)明中，使用無機填料，以使孔填充有無機填料，由此略微地增大了比重，同時在擠出的過程中減少了空氣的產(chǎn)生。另外，使用表面涂布劑來防止?jié)駳獾脑傥?。另外，另外使用液體低分子量化合物來進一步改善這些性能。另外，可以添加粉狀紅藻提取物來改善這些性能。多孔綠色農(nóng)業(yè)廢料的孔優(yōu)選地用這些組分進行填充，如此填充過的生物質(zhì)是指填充過的粉狀多孔生物質(zhì)。
[0022]將填充過的粉狀多孔生物質(zhì)與塑料樹脂進行捏和，從而形成用于生物質(zhì)膜的組合物。塑料樹脂組合物由聚烯烴類樹脂組成，優(yōu)選地由PE樹脂組成，更優(yōu)選地由LDPE或LLDPE組成。根據(jù)期望的性能，可以單獨使用LLDPE。PE具有大約2至60的熔融指數(shù)(MI)，在本發(fā)明中，優(yōu)選地使用具有5至40的MI的PE。這是因為在形成膜時應當改善流動性。在熱筒中，與樹脂結合的天然材料的粘合力會因螺旋槳的摩擦熱等而減弱，由此剩余的天然材料會形成為碳化物。這些碳化物再次用具有高流動性的樹脂進行涂覆，從而用作增容劑，因此使流動和分散穩(wěn)定化，使穿過模的樹脂的擠出溫度均勻，由此改善了膜的厚度均勻性以及延伸率穩(wěn)定性。
[0023]本發(fā)明提供了一種用于生物質(zhì)膜的組合物，所述組合物包括100重量份的聚烯烴類樹脂、50~150重量份的粉狀多孔綠色生物質(zhì)、5~20重量份的無機填料、0.5~3重量份的表面涂布劑和I~10重量份的液體低分子量化合物。所述組合物還可以包括I~10重量份的粉狀紅藻提取物，以進一步改善性能。紅藻提取物在加工過程中改善膜的剛性，并能夠使產(chǎn)品適合用于購物袋。在用于肥料袋的最終用途中，該提取物的用量可以大于在用于購物袋時的用量。
[0024]沉積到粉狀綠色農(nóng)業(yè)廢料的孔中的無機填料可以是從由碳酸鈣、玻璃纖維、滑石(talc)、云母、石英巖、粘土粉、鈣硅石、滑石(talcum)、高嶺土粉、硅石、云母、高嶺土和二氧化鈦組成的組中選擇的任何一種或兩種或更多種的混合物。為了改善膜的性能，優(yōu)選地以在預定量內(nèi)的納米尺寸的粉末的形式來提供無機填料。如果無機填料的量過少，則多孔生物質(zhì)的填充程度也低，從而生物質(zhì)的表面未充分地被改性，并且空氣更可能留在多孔生物質(zhì)中，從而由于在加工過程中產(chǎn)生濕氣和氣體，所以不期望地導致膜的性能劣化。相反，如果無機填料的量過多，則膜的機械性能會劣化。
[0025]使用表面涂布劑來涂覆綠色農(nóng)業(yè)廢料的表面，以防止?jié)駳獾脑傥?，表面涂布劑可以是從由硬脂酸鹽(或酯)、棕櫚酸鹽(或酯)和月桂酸鹽(或酯)組成的組中選擇的任何一種或兩種或更多種的混合物。優(yōu)選地有用的是硬脂酸鈣、硬脂酸鋅或它們的混合物。如果表面涂布劑的量過少，則未充分地形成涂層，從而不能防止?jié)駳獾椒勰┍砻嫔系脑傥?。相反，如果表面涂布劑的量過多，則會導致在擠出時聚合物樹脂和天然材料之間的滑移，從而不期望地使機械性能劣化。表面涂布劑具有與塑料用潤滑劑的成分類似的成分，如稍后將描述的，但是表面涂布劑具有與塑料用潤滑劑的作用不同的作用，單獨地使用術語“塑料用潤滑劑”，并將其過程視為是重要的。
[0026]液體低分子量化合物用于改善根據(jù)本發(fā)明的膜的性能。液體低分子量材料是在合成聚烯烴類樹脂時使用的基本化合物，液體低分子量材料的示例可以包括具有1200或更小的較低分子量的乙 二醇類(例如，MEG、DEG、TEG、PEG等)，它們可以單獨使用或以兩種或更多種的組合形式使用，液體低分子量材料的量可以根據(jù)粉狀多孔生物質(zhì)的量而改變。由于孔填充有液體低分子量材料，所以因可能留在孔中的氣體或空氣導致的副作用可以被最小化，并且即使在低溫下仍可以改善與塑料樹脂的捏和，因此改善了防水性、抗油性和防針孔性。尤其是，可以改善膜的延伸率。如果液體低分子量化合物的量過少，則對改善以上性能的效果變得可忽略。相反，如果液體低分子量化合物的量過多，則其剩余物會碳化并熱氧化，從而不期望地使膜的機械性能劣化。
[0027]還可以使用粉狀紅藻提取物來進一步改善根據(jù)本發(fā)明的膜的性能。紅藻包含大量的纖維材料，并且相對于傳統(tǒng)的纖維素的熱穩(wěn)定性具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。紅藻提取物可獲自于瓊脂、嫩杉藻(Gigartina tenella)、愛爾蘭苔蘚等。具體地講,角叉菜聚糖、瓊脂糖、支鏈淀粉(amylopectine)等是優(yōu)選的。角叉菜聚糖是從紅藻提取的復合多糖,并可以用作分散劑、乳化穩(wěn)定劑、溶脹劑、稠化劑、粘合劑、食用纖維或晶體形成抑制劑。通常，角叉菜聚糖是具有有著高親水性的硫酸官能團的陰離子聚合物，并根據(jù)硫酸官能團的量和位置分為卡帕-(K-)帚叉藻膠(furcellarans)、拉姆達_( λ-)帚叉藻膠、阿爾塔-(ι -)帚叉藻膠和謬-(μ-)帚叉藻膠，它們可以單獨使用或以組合方式使用。通常，主要使用三種類型的角叉菜聚糖，例如K-角叉菜聚糖、λ-角叉菜聚糖和角叉菜聚糖。這些角叉菜聚糖具有形成膜的高能力。另外，瓊脂糖等可具有硫酸官能團，因此可以與角叉菜聚糖類似地發(fā)揮作用。按照100重量份的用作基本樹脂的聚烯烴類樹脂，紅藻提取物的用量優(yōu)選地為I~10重量份。如果提取物以過少的量使用，則它不利于形成膜的能力。相反，如果過度地使用提取物，則機械性能會劣化。
[0028]由于孔填充有這些組分，所以因可能留在孔中的氣體或濕氣導致的副作用可以被最小化，并可以改善與塑料樹脂的捏和，因此不僅改善了防水性、抗油性和防針孔性，而且還改善了膜的延伸率。
[0029]具體地講，在高速度下混合并捏和粉狀多孔綠色生物質(zhì)、無機填料、表面涂布劑和液體低分子量化合物，以使孔填充有預定的材料并被涂覆。執(zhí)行涂覆工藝，以防止?jié)駳獾脑傥?。在捏和時，在從70°C至110°C的范圍內(nèi)執(zhí)行加熱10~30分鐘，從而優(yōu)選地涂覆填充了無機填料的粉狀綠色生物質(zhì)。隨后，將填充過的粉狀多孔綠色生物質(zhì)與聚烯烴類樹脂混合。為了改善樹脂和粉狀綠色生物質(zhì)的混溶性，優(yōu)選地進一步加入I~10重量份的增容劑和I~10重量份的塑料用潤滑劑。還可以添加其他必要添加劑。另外，可以在不影響本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)通過典型的工藝添加諸如防粘連劑、交聯(lián)劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、UV吸收劑、增塑劑等的添加劑。
[0030]在本發(fā)明中使用的增容劑起到使非極性合成樹脂和極性綠色農(nóng)業(yè)廢料增容而不彼此分開的作用，增容劑的示例包括甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙烯乙烯醇、聚乙烯醇(PVA)、乙烯乙酸乙烯酯、馬來酸酐、MAP樹脂等，可以在不受限制的情況下使用任何材料，只要該材料在本領域中通常有用即可。如果增容劑的量過少，則相容性不充分，因此在上面的兩個材料之間會發(fā)生層分離。不需要使用過量的增容劑。
[0031]另外，在本發(fā)明中使用的塑料用潤滑劑可以改善含綠色生物質(zhì)的混合物和合成樹脂之間的粘合或親和力， 并可以減少在混合和擠出時產(chǎn)生摩擦熱，因此防止熱分解并能夠進行有效的擠出。即使當添加該組分時，仍保持機械性能與基本材料類似，并可以確保有效的可加工性。潤滑劑可以是從由硬脂酸鹽(或酯)、棕櫚酸鹽(或酯)和月桂酸鹽(或酯)組成的組中選擇的任何一種或兩種或更多種的混合物，硬脂酸鹽(或酯)、棕櫚酸鹽(或酯)和月桂酸鹽(或酯)是具有高生態(tài)親和力的天然材料。優(yōu)選地有用的是硬脂酸鈣、硬脂酸鋅或它們的混合物。如果塑料用潤滑劑的量過少，則在形成膜時未充分地展現(xiàn)出潤滑效果。相反，如果塑料用潤滑劑的量過多，則在成形工藝中可能產(chǎn)生碳化物或流痕或者可能形成膜的內(nèi)部結合，從而不期望地使外觀劣化。
[0032]在70~110°C下執(zhí)行混合15~35分鐘。如果混合時間短于15分鐘，則難以實現(xiàn)徹底的混合。相反，如果混合時間長于35分鐘，則發(fā)生氧化，因此可能導致泛黃?；旌蠙C的成形溫度優(yōu)選地設定為比基本樹脂的熔化溫度低大約20°C。
[0033]因此，可以制備用于生物質(zhì)膜的組合物，然后利用擠出機將用于生物質(zhì)膜的組合物熔化-擠出，因此形成膜。另外，該組合物可以單獨地以膜的形式提供，因此獲得生物質(zhì)膜。在使用該組合物用于購物袋或肥料袋的情況下，考慮到對生態(tài)環(huán)境友好的性能，可以將該組合物形成為單層膜。另外，可以將該組合物與另一塑料樹脂共擠出，因此形成多層生物質(zhì)膜。根據(jù)選擇的樹脂的類型，可以獲得被賦予各種功能的膜。例如，可以使用具有高氣體阻擋性能的膜、具有高的熱粘附性的膜等，以獲得預定的功能。
[0034]聚烯烴類樹脂優(yōu)選地為PE樹脂。這是因為PE的軟化溫度范圍比PP的軟化溫度范圍寬，并且PE具有有利的結構。PE樹脂可以更多地被指定用來改善可加工性和性能，以用于購物袋?；赑E樹脂的總重量，PE樹脂可以包括60~80wt%的HDPE和20~40wt%的LDPE或LLDPE。當LDPE和LLDPE —起使用時，基于它們的總重量，LDPE的用量可以為15~25wt%，LLDPE的用量可以為75~85wt%。
[0035]可以僅從用于生物質(zhì)膜的組合物來制造生物質(zhì)膜。另外，在以單層的形式共擠出生物質(zhì)膜的情況下，可以根據(jù)麥麩或大豆皮的量來添加EVA或SEBS樹脂，因此改善延伸率和拉伸強度。在EVA樹脂的情況下，優(yōu)選地使用包含12~21%的乙酸乙烯酯的EVA，基于膜的總重量，將EVA的量設定為0.6~5wt%。如果EVA樹脂的量過少，則不能確認性能的變化。在許多情況下，模的排放部件在擠出時會變得具有粘滯性，從而筒的內(nèi)壓會增大，因此產(chǎn)生自然熱并使生物質(zhì)碳化，進而不能執(zhí)行連續(xù)的膜成形。出于相同的原因，SEBS具有高的粘附性，基于膜的總重量，SEBS適當?shù)匾?~10wt%的量使用。
[0036]在生物質(zhì)膜的情況下，有用的樹脂優(yōu)選地具有高流動性和低溫成形級。當使用普通級的樹脂時，可以將其與低溫成形級的樹脂混合。將筒的溫度優(yōu)選地設為比傳統(tǒng)的溫度低大約5~15%。這是因為含有天然材料，因此與普通樹脂相比，流動性降低，并且摩擦系數(shù)會增大，從而產(chǎn)生自然熱。因此，可以基于生物質(zhì)膜的制備而獲得節(jié)能效果。
[0037]可以通過優(yōu)選的示例獲得對本發(fā)明的更好理解。闡述下面的示例和測試示例以對本發(fā)明進行舉例說明，但是下面的示例和測試示例不應解釋為限制本發(fā)明。
[0038]<示例1>包含綠色農(nóng)業(yè)廢料I的混合物的制備
[0039]將麥麩干燥成5%的含濕量，首先利用球磨機進行粉碎，并使其穿過150~200目的篩網(wǎng)，利用空氣噴射研磨機(Micro-Jet Mill System，獲自于ΗΑΝΚ00Κ PULVERIZINGMACHINERY C0.，LTD.)進一步粉碎得到的粉末。將100重量份的制備的麥麩粉末、15重量份的碳酸鈣(其基于100%的碳酸鈣包含10%的尺寸為IOOnm的碳酸鈣)、1重量份的硬脂酸鈣和5重量份的TEG在從80°C逐漸加熱到110°C的同時在高速度下捏和15分鐘，從而制備填充過的多孔綠色農(nóng)業(yè)廢 料(生物質(zhì))。
[0040]<示例2>包含綠色農(nóng)業(yè)廢料2的混合物的制備
[0041]除了進一步添加5重量份的角叉菜聚糖之外，以與示例I的方式相同的方式來制備多孔綠色生物質(zhì)。
[0042]<示例3和示例4>用于生物質(zhì)膜的組合物的制備
[0043]利用混合機將100重量份的LLDPE、120重量份的示例I的填充過的多孔綠色生物質(zhì)、5重量份的甲基丙烯酸縮水甘油酯和5重量份的硬脂酸鈣在80°C至110°C下混合25分鐘(示例3)。另外，使用包含示例2的紅藻提取物的混合物來制備組合物(示例4)。
[0044]<示例5和示例6>
[0045]擠出示例3和示例4的用于生物質(zhì)膜的組合物，從而制備生物質(zhì)膜。如在圖2中看到的，麥麩分散在膜中。
[0046]< 示例 7>
[0047]將示例3的樹脂混合物進一步與10重量份的SEBS混合，從而制備組合物，然后將組合物制造成生物質(zhì)膜。
[0048]〈對比示例I>
[0049]使用示例I的麥麩粉末作為生物質(zhì)材料，并以與示例3的方式相同的方式來制備用于生物質(zhì)膜的組合物，因此利用傳統(tǒng)的工藝來制造生物質(zhì)膜(對比示例I)。將該膜的厚度設定為與在其它示例中相同。另外，將該膜與商業(yè)上可獲得的基于LLDPE的購物袋進行比較。[0050]< 性能 >
[0051]根據(jù)ASTM D3826，在拉伸強度、撕裂強度和延伸率方面測量形成的膜樣品。示例5的膜略微地差，但適合用于購物袋。當與示例5比較時，示例6和示例7在拉伸強度和延伸率方面比較優(yōu)異。盡管包含生物質(zhì)組分，但是與傳統(tǒng)的基于聚烯烴的膜的性能無較大差異。在對比示例I中，在混合用于生物質(zhì)膜的組合物的過程中不易于改善溫度，并且未有效地執(zhí)行捏和。另外，在擠出過程中，局部地發(fā)生碳化，流動性差，并且膜的表面粗糙度差，因此對比示例I的膜被評估為不適合用于膜。
[0052]<光降解性能的評估>
[0053]根據(jù)ASTM D15 UV處理，利用UV處理測試器將UV光輻射到膜上達200小時，之后測量膜的拉伸強度和延伸率的變化。光劑量為0.60w/nf (310nm)。
[0054]在示例5中，拉伸強度顯著地減小至5%或更小，延伸率也明顯地減小。在示例6和示例7中，強度和延伸率保持率減小至用于購物袋的傳統(tǒng)膜的強度和延伸率保持率的1/3。本發(fā)明的生物質(zhì)膜的降解性能被評估為是優(yōu)異的。
[0055]< 評估 >
[0056]考慮到總體性能和降解性能，示例的膜被評估為適合于用于購物袋。根據(jù)包裝對象的重量和最終用途所需的性能，示例的實施形式和示例的量被認為是適當可控制的。
[0057]如在上文中描述的，本發(fā)明提供了一種盡管使用生物質(zhì)材料而仍適合于被加工成膜的用于生物質(zhì)膜的組合物。用于生物質(zhì)膜的組合物具有適合于在用于購物袋和普通工業(yè)包裝的膜中使用的性能 。另外，因為使用的生物質(zhì)的量在滿足用于購物袋的膜的性能的范圍內(nèi)并不少，所以本發(fā)明的生物質(zhì)膜具有高的生物降解性能，因此對生態(tài)非常友好。本發(fā)明的膜是可再生的且可再循環(huán)的。
[0058]盡管為了舉例說明的目的已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領域技術人員將認識到，在不脫離如在權利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進行各種修改、添加和替換。
【權利要求】
1.一種用于生物質(zhì)膜的組合物，所述組合物包括: . 100重量份的聚烯烴類樹脂、50~150重量份的粉狀多孔綠色生物質(zhì)、5~20重量份的無機填料、0.5~3重量份的表面涂布劑和I~10重量份的液體低分子量化合物，所述粉狀多孔綠色生物質(zhì)包括從由麥麩和大豆皮組成的組中選擇的一種或多種。
2.根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述粉狀多孔綠色生物質(zhì)的孔用所述無機填料和所述液體低分子量化合物填充。
3.根據(jù)權利要求2所述的組合物，所述組合物還包括I~10重量份的增容劑和I~10重量份的塑料用潤滑劑，以改善所述聚烯烴類樹脂和所述粉狀多孔綠色生物質(zhì)的混溶性。
4.根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述聚烯烴類樹脂為PE。
5.根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述液體低分子量化合物是從由MEG、DEG、TEG和PEG組成的組中選擇的一種或多種。
6.根據(jù)權利要求4所述的組合物，其中，PE樹脂包括HDPE以及LDPE、LLDPE和它們的組合中的至少一種， 其中，基于PE樹脂的總重量，HDPE的用量為60~80wt%，LDPE、LLDPE和它們的組合中的至少一種的用量為20~40wt%。
7.根據(jù)權利要求4所述的組合物，其中，PE樹脂包括HDPE、LDPE和LLDPE， 其中，基于PE樹脂的總重量，HDPE的用量為60~80wt%，LDPE和LLDPE的用量為20~.40wt%， 其中，基于LDPE和LLDPE的總重量，LDPE的用量為15~25wt%，LLDPE的用量為75~.85wt%0
8.根據(jù)權利要求4所述的組合物，其中，PE樹脂包括LDPE、LLDPE和它們的組合中的至少一種。
9.根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的組合物，其中，所述粉狀多孔綠色生物質(zhì)由麥麩加工而成。
10.一種生物質(zhì)膜，所述生物質(zhì)膜主要由根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的組合物組成，并且是可再生的且可再循環(huán)的。
11.一種制造可再生的且可再循環(huán)的生物質(zhì)膜的方法，所述方法包括: i)混合包括從由麥麩和大豆皮組成的組中選擇的一種或多種的粉狀多孔綠色生物質(zhì)、無機填料、表面涂布劑和液體低分子量化合物，并且在高速度下將它們捏和的同時對它們進行加熱，從而獲得混合物； ii)在將在i)中獲得的混合物、聚烯烴類樹脂、增容劑和塑料用潤滑劑混合在一起的同時對它們進行加熱，從而獲得混合的組合物；以及 i i i )擠出混合的組合物，從而形成膜。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，所述組合物包括100重量份的聚烯烴類樹脂、50~.150重量份的多孔綠色生物質(zhì)、5~20重量份的無機填料、0.5~3重量份的表面涂布劑、I~.10重量份的液體低分子量化合物、I~10重量份的增容劑和I~10重量份的塑料用潤滑劑。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的方法，其中，在70°C~110°C下執(zhí)行加熱步驟。
14.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，通過另外使用從由EVA和SEBS組成的組中選擇的樹脂來執(zhí)行擠出步驟，以改善延伸率和拉伸強度。
【文檔編號】C08L23/06GK104004250SQ201310173698
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權日:2013年2月21日
【發(fā)明者】尹贊錫, 韓貞九, 劉永善 申請人:Cj第一制糖株式會社, 株式會社 愛優(yōu)