一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料薄膜技術領域，特別是一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前傳統(tǒng)的高分子材料工業(yè)因石油資源的日益減少導致成本上升而發(fā)展速度減緩，與此同時，高分子材料產生的環(huán)境污染問題日益凸顯，引起社會的極大重視。天然高分子材料是可循環(huán)利用的一種資源，它能夠被微生物分解為對環(huán)境無污染的物質，如無機小分子物質、水和二氧化碳等，而且天然高分子材料具有極強的可塑性，可以通過多種改性方法使之成為所希望的具有某種特殊性質的功能材料，因此，許多國家對天然高分子材料的研發(fā)都投入了大量的人力物力并取得了許多優(yōu)秀的成果。
[0003]利用可生物降解的淀粉材料來制備可降解包裝膜已成為世界各國研宄的熱點。但是淀粉在提高塑料可降解性能的同時，一方面會造成其物理機械性能的下降，使其加工困難，另一方面還存在親水性太強，與大部分通用樹脂之間的相容性很差，致使制成的薄膜力學性能大幅下降，抗拉強度降低，阻水性能差，從而阻礙了淀粉塑料在工業(yè)化推廣過程中的廣泛應用。
[0004]聚乙烯醇是一種用途廣泛的高分子聚合物，性能介于塑料和橡膠之間，含有大量的極性基團羥基，毒性很低，分子鏈結構對稱規(guī)整，具有獨特的強力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護膠體性、氣體阻絕性以及經特殊處理具有的耐水性，同時還具有一定的生物降解性，在濕環(huán)境中有細菌存在的條件下6個月內可以完全分解成水和二氧化碳，是完全生物降解材料，但是降解過程中對降解環(huán)境要求較高，使降解速度還是顯得相對較慢。
[0005]苧麻是極具中國特色的傳統(tǒng)纖維作物，我國常年苧麻種植面積達到20萬公頃左右，除了苧麻韌皮提取作為紡織產品之外，苧麻麻骨很少被利用。苧麻麻骨利用率低下，處理難等問題一直是各級政府和有關部門普遍關注的問題，也是農民極其關心的問題。苧麻骨作為苧麻產業(yè)的規(guī)?；a加工的副產物，是重要的生物資源，其中富含纖維素、半纖維素，其纖維素含量和纖維形態(tài)類似闊葉樹種，理論上是理想的植物纖維餐具的制備原料，且對其合理高效的開發(fā)利用對于提高苧麻綜合價值、促進苧麻產業(yè)發(fā)展都意義重大。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜及其制備方法。本發(fā)明使用高含量的表面疏水改性的淀粉作為基體，配合添加玻璃纖維增強的苧麻麻骨作為淀粉基全降解塑料薄膜的增強材料，能夠提高薄膜的抗拉強度以及防水、防油性能，而且成本低、不會產生污染；添加適量比例的聚乙烯醇以及二丙二醇二苯甲酸酯，能夠降低聚乙烯醇的熔點，便于與淀粉基體進行共混，可提高薄膜的力學性能以及耐水性。
[0007]為了實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜，由下列重量份的原料制備制成:玉米淀粉60-65、納米蒙脫土 7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇27-32、天然膠乳5_7、二丙二醇二苯甲酸酯12-15、玻璃纖維1.5_2、三硬脂酸甘油酯1-2、甲基三乙氧基硅烷0.8-1.2、海藻酸鈉2-2.5 ;
本發(fā)明所述一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜，其特征在于，由以下具體步驟制成:
(1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中，在130°C的條件下干燥120分鐘后取出，冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩30-40分鐘(控制水浴溫度為30°C，超聲功率為100W)，然后將混合粉末轉移至攪拌釜中，加入鈦酸四丁酯，控制溫度為75°C，以1500轉/分的速度攪拌15分鐘后，繼續(xù)加入花生油，攪拌15分鐘，最后取出放入烘箱，在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末；
(2)將苧麻麻骨干燥后與玻璃纖維混合，經過粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入納米粉碎機中粉碎成納米級粉末，再與海藻酸鈉混合，混合均勻后放入捏合機中，控溫120°C，捏合15分鐘，放出冷卻，即得苧麻麻骨增強料；
(3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與甲基三乙氧基硅烷混合，通過膠體磨機分散60-90分鐘，然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強料，通過雙螺桿造粒機中，控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒，得到直徑為6_的淀粉母料；
(4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、天然膠乳、二丙二醇二苯甲酸酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后，加入到單螺桿擠出機中，控制溫度在170-180°C的加工溫度下進行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明針對淀粉基薄膜力學性能不足以及聚乙烯醇降解時間長的缺點，對各原料組分、配比、工藝進行了改性，將淀粉與納米蒙脫土混合后進行疏水化表面處理，超聲振蕩使淀粉的粒徑下降，比表面積增大，鈦酸四丁酯與疏水劑花生油有效的屏蔽了淀粉表面羥基，形成高疏水層；同時納米蒙脫土具有良好的氣體阻隔性能以及良好的遠紅外反射性，抗老化，同時耐熱、耐磨、強度高；利用將玻璃纖維增強的苧麻麻骨作為全降解塑料薄膜的增強材料，具有良好的耐水、耐油性能，強度高，提高了薄膜的抗拉強度，使用之后能夠被環(huán)境消納，且成本低，苧麻麻骨變廢為寶，降低了成本。
[0009]本發(fā)明最后將聚乙烯醇、天然膠乳、二丙二醇二苯甲酸酯等，能夠降低聚乙烯醇的熔點，更好的與淀粉母料進行共混，進一步提高薄膜的抗拉強度以及防水性，保證了生物降解塑料膜的強度，提高了生物降解塑料膜的使用壽命，同時兩者配合，縮短了降解時間。
具體實施方案
[0010]下面通過具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0011]一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:玉米淀粉60、納米蒙脫土 7、花生油0.6、鈦酸四丁酯1.2、苧麻麻骨12、聚乙烯醇27、天然膠乳5、二丙二醇二苯甲酸酯12、玻璃纖維1.5、三硬脂酸甘油酯1、甲基三乙氧基硅烷0.8、海藻酸鈉2 ; 本發(fā)明所述一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜，其特征在于，由以下具體步驟制成:
(1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中，在130°c的條件下干燥120分鐘后取出，冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩40分鐘(控制水浴溫度為30°C，超聲功率為100W)，然后將混合粉末轉移至攪拌釜中，加入鈦酸四丁酯，控制溫度為75°C，以1500轉/分的速度攪拌15分鐘后，繼續(xù)加入花生油，攪拌15分鐘，最后取出放入烘箱，在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末；
(2)將苧麻麻骨干燥后與玻璃纖維混合，經過粗磨、精磨制成100目的粉末，然后放入納米粉碎機中粉碎成納米級粉末，再與海藻酸鈉混合，混合均勻后放入捏合機中，控溫120°C，捏合15分鐘，放出冷卻，即得苧麻麻骨增強料；
(3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與甲基三乙氧基硅烷混合，通過膠體磨機分散60分鐘，然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強料，通過雙螺桿造粒機中，控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒，得到直徑為6mm的淀粉母料；
(4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、天然膠乳、二丙二醇二苯甲酸酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后，加入到單螺桿擠出機中，控制溫度在170-180°C的加工溫度下進行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0012]將本發(fā)明產品按照GB/T 20197-2006的標準進行講解試驗，經過4個月的土埋實驗，生物降解率可以達到67.2%。按照GB/T 1040.3-2006進行力學性能測試，橫向拉伸強度為27.1MPa，斷裂伸長率為659.90% ;縱向拉伸強度為24.35 MPa，斷裂伸長率為459.20%，符合標準。
【主權項】
1.一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:玉米淀粉60-65、納米蒙脫土 7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇27-32、天然膠乳5_7、二丙二醇二苯甲酸酯12-15、玻璃纖維1.5-2、三硬脂酸甘油酯1-2、甲基三乙氧基硅烷0.8-1.2、海藻酸鈉2-2.5。2.根據權利要求1所述一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中，在130°C的條件下干燥120分鐘后取出，冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩30-40分鐘(控制水浴溫度為30°C，超聲功率為100W)，然后將混合粉末轉移至攪拌釜中，加入鈦酸四丁酯，控制溫度為75°C，以1500轉/分的速度攪拌15分鐘后，繼續(xù)加入花生油，攪拌15分鐘，最后取出放入烘箱，在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末； (2)將苧麻麻骨干燥后與玻璃纖維混合，經過粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入納米粉碎機中粉碎成納米級粉末，再與海藻酸鈉混合，混合均勻后放入捏合機中，控溫120°C，捏合15分鐘，放出冷卻，即得苧麻麻骨增強料； (3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與甲基三乙氧基硅烷混合，通過膠體磨機分散60-90分鐘，然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強料，通過雙螺桿造粒機中，控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒，得到直徑為6_的淀粉母料； (4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、天然膠乳、二丙二醇二苯甲酸酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后，加入到單螺桿擠出機中，控制溫度在170-180°C的加工溫度下進行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種玻纖抗拉增強淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：玉米淀粉60-65、納米蒙脫土7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇27-32、天然膠乳5-7、二丙二醇二苯甲酸酯12-15、玻璃纖維1.5-2、三硬脂酸甘油酯1-2、甲基三乙氧基硅烷0.8-1.2、海藻酸鈉2-2.5；本發(fā)明最后將聚乙烯醇、天然膠乳、二丙二醇二苯甲酸酯等，能夠降低聚乙烯醇的熔點，更好的與淀粉母料進行共混，進一步提高薄膜的抗拉強度以及防水性，保證了生物降解塑料膜的強度，提高了生物降解塑料膜的使用壽命，同時兩者配合，縮短了降解時間。
【IPC分類】C08L5/04, C08K3/34, C08K7/14, C08L3/02, C08K13/04, C08K5/103, C08L7/02, C08L97/02, C08K5/5419, C08L29/04
【公開號】CN104910432
【申請?zhí)枴緾N201510273947
【發(fā)明人】萬紅霞, 陳可夏
【申請人】銅陵方正塑業(yè)科技有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月27日