本發(fā)明涉及可降解塑料膜領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種生物全降解塑料膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
：淀粉是一種天然可再生材料，其資源豐富、價格低廉，且容易受到微生物侵蝕，最后代謝為水和二氧化碳，因而具有優(yōu)良的生物降解性能，適用于作為生物降解材料的原料成分。由于淀粉的親水性太強，與大部分通用樹脂之間的相容性很差，故使用時通常需要對淀粉進行改性處理。目前，以納米二氧化硅或聚乙烯醇對淀粉進行改性處理生產(chǎn)可降解塑料膜的研究已經(jīng)有很多報道，但其仍存在力學(xué)性能較差、降解速度緩慢、配方復(fù)雜等問題。此外，現(xiàn)有淀粉基降解塑料多使用玉米淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、甘薯淀粉或馬鈴薯淀粉作為原料，生產(chǎn)成本較高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。本發(fā)明還有一個目的是提供一種力學(xué)性能佳，降解速度快，配方簡單，生產(chǎn)成本低的生物全降解塑料膜及其制備方法。為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種生物全降解塑料膜，主要由按重量份計的如下原料制成：木薯淀粉48-72份、甘油35-45份、聚乙烯醇35-45份、親水型納米二氧化硅4-6份，其中，所述木薯淀粉與親水型納米二氧化硅的重量比為12:1。優(yōu)選的是，所述的生物全降解塑料膜，主要由按重量份計的如下原料制成：木薯淀粉60份、甘油40份、聚乙烯醇40份、親水型納米二氧化硅5份。優(yōu)選的是，所述的生物全降解塑料膜，還包括，0.5-1重量份的催化劑，所述催化劑主要由氣相白炭黑、氧化鋅和2-巰基苯并噻唑按重量百分比10:3:2組成。一種生物全降解塑料膜的制備方法，包括如下步驟：A、稱取上述重量份的木薯淀粉和上述重量份的親水型納米二氧化硅，將其投入超高速混合機中，在4000-4500轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌15-20分鐘，得第一混合料；B、將所述第一混合料、上述重量份的聚乙烯醇和上述重量份的甘油依次加入密煉機中，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為130-150℃下反應(yīng)30-40分鐘，得第二混合料；C、將所述第二混合料流延成膜，再將所得塑料膜在紫外輻照強度為100-120μW/cm-2、波長365nm下輻照8-10min；D、將輻照后的塑料膜經(jīng)干燥處理即得所述生物全降解塑料膜。優(yōu)選的是，所述的生物全降解塑料膜的制備方法，還包括，在步驟C之前，向所述第二混合料中加入0.5-1重量份的催化劑，再在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為80-100℃下密煉15-20分鐘，其中，所述催化劑的制備方法為：將氣相白炭黑、氧化鋅和2-巰基苯并噻唑按重量百分比10:3:2投入超高速混合機中，于4000-4500轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌15-20分鐘，攪拌完成后將所得混合料放入球磨機中球磨2-3h即得。優(yōu)選的是，所述的生物全降解塑料膜的制備方法，所述木薯淀粉與親水型納米二氧化硅的重量比為12:1。本發(fā)明至少包括以下有益效果：第一、通過對納米二氧化硅的種類進行篩選并將其與木薯淀粉按照特定比例混合，可有效改善木薯淀粉與聚乙烯醇的界面黏結(jié)情況，提高木薯淀粉和聚乙烯醇的相容性，從而提高塑料膜的力學(xué)性能，使其結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，同時改善塑料膜的生物降解性能；第二、通過將流延成膜所得塑料膜進行紫外輻照處理，可使木薯淀粉、聚乙烯醇和親水型納米二氧化硅形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，進一步提高塑料膜的力學(xué)性能；第三、通過向第二混合料中添加催化劑，可促進流延成膜所得塑料膜對紫外光的吸收能力，促進紫外輻照時各原料間的交聯(lián)反應(yīng)，進一步提高塑料膜的力學(xué)性能；第四、本發(fā)明具有原料來源廣，配方、制備方法簡單，生產(chǎn)成本低；力學(xué)性能佳，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；有完全降解性，降解速度快，而且對環(huán)境不造成污染，具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益等優(yōu)點。本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。需要說明的是，下述實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。實施例1：一種生物全降解塑料膜，主要由按重量份計的如下原料制成：木薯淀粉48份、甘油35份、聚乙烯醇35份、親水型納米二氧化硅4份。所述的生物全降解塑料膜，還包括，0.5重量份的催化劑，所述催化劑主要由氣相白炭黑、氧化鋅和2-巰基苯并噻唑按重量百分比10:3:2組成。一種生物全降解塑料膜的制備方法，包括如下步驟：A、稱取上述重量份的木薯淀粉和上述重量份的親水型納米二氧化硅，將其投入超高速混合機中，在4000轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌20分鐘，得第一混合料；B、將所述第一混合料、上述重量份的聚乙烯醇和上述重量份的甘油依次加入密煉機中，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為130℃下反應(yīng)40分鐘，得第二混合料；C、將所述第二混合料流延成膜，再將所得塑料膜在紫外輻照強度為100μW/cm-2、波長365nm下輻照10min；D、將輻照后的塑料膜經(jīng)干燥處理即得所述生物全降解塑料膜。所述的生物全降解塑料膜的制備方法，還包括，在步驟C之前，向所述第二混合料中加入0.5重量份的催化劑，再在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為80℃下密煉20分鐘，其中，所述催化劑的制備方法為：將氣相白炭黑、氧化鋅和2-巰基苯并噻唑按重量百分比10:3:2投入超高速混合機中，于4000轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌20分鐘，攪拌完成后將所得混合料放入球磨機中球磨2h即得。所述的生物全降解塑料膜的制備方法，所述木薯淀粉與親水型納米二氧化硅的重量比為12:1。實施例2：一種生物全降解塑料膜，主要由按重量份計的如下原料制成：木薯淀粉60份、甘油40份、聚乙烯醇40份、親水型納米二氧化硅5份。所述的生物全降解塑料膜，還包括，0.8重量份的催化劑，所述催化劑主要由氣相白炭黑、氧化鋅和2-巰基苯并噻唑按重量百分比10:3:2組成。一種生物全降解塑料膜的制備方法，包括如下步驟：A、稱取上述重量份的木薯淀粉和上述重量份的親水型納米二氧化硅，將其投入超高速混合機中，在4200轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌18分鐘，得第一混合料；B、將所述第一混合料、上述重量份的聚乙烯醇和上述重量份的甘油依次加入密煉機中，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為140℃下反應(yīng)35分鐘，得第二混合料；C、將所述第二混合料流延成膜，再將所得塑料膜在紫外輻照強度為110μW/cm-2、波長365nm下輻照9min；D、將輻照后的塑料膜經(jīng)干燥處理即得所述生物全降解塑料膜。所述的生物全降解塑料膜的制備方法，還包括，在步驟C之前，向所述第二混合料中加入0.8重量份的催化劑，再在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為90℃下密煉18分鐘，其中，所述催化劑的制備方法為：將氣相白炭黑、氧化鋅和2-巰基苯并噻唑按重量百分比10:3:2投入超高速混合機中，于4200轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌18分鐘，攪拌完成后將所得混合料放入球磨機中球磨2.5h即得。所述的生物全降解塑料膜的制備方法，所述木薯淀粉與親水型納米二氧化硅的重量比為12:1。實施例3：一種生物全降解塑料膜，主要由按重量份計的如下原料制成：木薯淀粉72份、甘油45份、聚乙烯醇45份、親水型納米二氧化硅6份。所述的生物全降解塑料膜，還包括，1重量份的催化劑，所述催化劑主要由氣相白炭黑、氧化鋅和2-巰基苯并噻唑按重量百分比10:3:2組成。一種生物全降解塑料膜的制備方法，包括如下步驟：A、稱取上述重量份的木薯淀粉和上述重量份的親水型納米二氧化硅，將其投入超高速混合機中，在4500轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌15分鐘，得第一混合料；B、將所述第一混合料、上述重量份的聚乙烯醇和上述重量份的甘油依次加入密煉機中，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為150℃下反應(yīng)30分鐘，得第二混合料；C、將所述第二混合料流延成膜，再將所得塑料膜在紫外輻照強度為120μW/cm-2、波長365nm下輻照8min；D、將輻照后的塑料膜經(jīng)干燥處理即得所述生物全降解塑料膜。所述的生物全降解塑料膜的制備方法，還包括，在步驟C之前，向所述第二混合料中加入1重量份的催化劑，再在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為100℃下密煉15分鐘，其中，所述催化劑的制備方法為：將氣相白炭黑、氧化鋅和2-巰基苯并噻唑按重量百分比10:3:2投入超高速混合機中，于4500轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌15分鐘，攪拌完成后將所得混合料放入球磨機中球磨3h即得。所述的生物全降解塑料膜的制備方法，所述木薯淀粉與親水型納米二氧化硅的重量比為12:1。實施例4：一種生物全降解塑料膜，主要由按重量份計的如下原料制成：木薯淀粉60份、甘油40份、聚乙烯醇40份、親水型納米二氧化硅5份。一種生物全降解塑料膜的制備方法，包括如下步驟：A、稱取上述重量份的木薯淀粉和上述重量份的親水型納米二氧化硅，將其投入超高速混合機中，在4500轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌20分鐘，得第一混合料；B、將所述第一混合料、上述重量份的聚乙烯醇和上述重量份的甘油依次加入密煉機中，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為150℃下反應(yīng)40分鐘，得第二混合料；C、將所述第二混合料流延成膜，再將所得塑料膜在紫外輻照強度為120μW/cm-2、波長365nm下輻照10min；D、將輻照后的塑料膜經(jīng)干燥處理即得所述生物全降解塑料膜。所述的生物全降解塑料膜的制備方法，所述木薯淀粉與親水型納米二氧化硅的重量比為12:1。對比例1：通過對比例1來說明納米二氧化硅的種類、木薯淀粉與親水型納米二氧化硅的比例對本發(fā)明塑料膜拉伸強度和生物降解性的影響。其中，以實施例4作為對照組；實驗例1是在實施例4的基礎(chǔ)上將親水型納米二氧化硅替換為疏水型納米二氧化硅；實驗例2是在實施例4的基礎(chǔ)上，將5重量份的親水型納米二氧化硅替換為2重量份的親水型納米二氧化硅；實驗例3是在實施例4的基礎(chǔ)上，將5重量份的親水型納米二氧化硅替換為4重量份的親水型納米二氧化硅；實驗例4是在實施例4的基礎(chǔ)上，將5重量份的親水型納米二氧化硅替換為6重量份的親水型納米二氧化硅；實驗例5是在實施例4的基礎(chǔ)上，將5重量份的親水型納米二氧化硅替換為7重量份的親水型納米二氧化硅。實驗組的其余條件同實施例4。其中，拉伸強度測試參照GB/T1040-2006進行，生物降解性測定采用土壤堆埋法測得。實驗結(jié)果見下表。由上表可知，納米二氧化硅的種類、木薯淀粉與親水型納米二氧化硅的比例對塑料膜的拉伸強度和生物降解性影響顯著，采用親水型納米二氧化硅，并將木薯淀粉與親水型納米二氧化硅的比例控制在12:1，塑料膜的拉伸強度最高，降解速度最快。對比例2：通過對比例2來說明紫外輻照和添加催化劑對塑料膜拉伸強度的影響，其中，以實施例4作為對照組；實驗例6是在實施例4的基礎(chǔ)上，在所述C中將所述第二混合料流延成膜后，不經(jīng)紫外輻照處理，在所述D中，將流延成膜所得塑料膜直接經(jīng)干燥處理得所述生物全降解塑料膜；實驗例7是在實施例4的基礎(chǔ)上，所述的生物全降解塑料膜，還包括，1重量份的催化劑，所述的生物全降解塑料膜的制備方法，還包括，在步驟C之前，向所述第二混合料中加入1重量份的催化劑，再在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為100℃下密煉15分鐘，其中，所述催化劑的制備方法為：將氣相白炭黑、氧化鋅和2-巰基苯并噻唑按重量百分比10:3:2投入超高速混合機中，于4500轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌15分鐘，攪拌完成后將所得混合料放入球磨機中球磨3h即得。實驗組的其余條件同實施例4。拉伸強度測試參照GB/T1040-2006進行。實驗結(jié)果見下表。組別對照組實驗例6實驗例7拉伸強度(MPa)12.49.213.6由上表可知，紫外輻照處理和添加催化劑對塑料膜拉伸強度影響顯著，采用紫外輻照處理和添加催化劑有利于提高塑料膜的拉伸強度。盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)。當前第1頁1 2 3