本發(fā)明涉及可降解塑料膜，特別是涉及一種生物可降解塑料膜及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、塑料膜由于其輕便、耐用、成本低廉以及出色的防護(hù)和密封特性，已在包裝行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，但也給環(huán)境帶來了諸多負(fù)面影響，如資源消耗、污染問題以及海洋生物的死亡。此外，塑料作為一種合成材料，其制造過程不僅消耗大量的能源，還會(huì)消耗大量水資源。由于塑料包裝的使用量極大，進(jìn)而對(duì)原材料的需求也日益增加，加劇了自然資源的消耗。其次，廢棄的塑料包裝通常被堆放在垃圾填埋場(chǎng)或者焚燒，不僅會(huì)產(chǎn)生有害氣體和廢水，還對(duì)土壤和水體造成污染。大量的塑料廢棄物堆積在自然環(huán)境中，還會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡，對(duì)野生動(dòng)植物造成傷害。相比之下，生物可降解塑料膜來自于可再生資源，能在一定條件下迅速自然降解，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。因此，對(duì)于生物可降解塑料膜的研究已成為研究和關(guān)注的焦點(diǎn)。

2、生物可降解材料是指分子鏈能被微生物（如細(xì)菌、霉菌、藻類等）在垃圾處理或自然環(huán)境中分解，生成無污染的水、co2或甲烷等材料。而用于制備生物可降解塑料膜的材料主要包括天然高分子材料（如淀粉、纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等）和合成高分子材料（如聚乳酸、聚乙烯醇等）。然而，由于天然高分子的來源不同，不同天然高分子基塑料膜相關(guān)的性能又有所不同。淀粉基塑料膜的透明度更高，而纖維素基塑料膜和木質(zhì)素基塑料膜的機(jī)械性能更好，且纖維素基塑料膜和蛋白質(zhì)基塑料膜的抗?jié)B透性更好。此外，淀粉在潮濕環(huán)境下容易吸水膨脹，纖維素的加工難度較大，而木質(zhì)素和蛋白質(zhì)的降解速度較慢，這些特性又限制了生物可降解塑料膜的制備和應(yīng)用；與天然高分子基塑料膜相比，合成高分子基塑料膜的透明度高和機(jī)械性能更好，兩者在自然界中均可自然降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。然而，合成高分子基塑料膜的降解速度較慢。此外，聚乳酸基塑料膜易受陽光影響而變黃變脆，聚乙烯醇基塑料膜則易受潮變形，耐熱性較差，且其制備成本較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，因此，開發(fā)一種新的生物可降解塑料膜具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種生物可降解塑料膜及其制備方法與應(yīng)用，制得的生物可降解塑料膜具有較好的機(jī)械性、耐水性、阻隔性和抗菌性，可用于食品包裝領(lǐng)域，具有良好的保鮮效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種生物可降解塑料膜，按照重量份數(shù)計(jì)包括以下組成成分，改性聚乙烯醇30~50份、納米氧化鎂1~5份、改性淀粉35~60份和植物纖維5~15份。

3、優(yōu)選的，改性聚乙烯醇為使用聚乙二醇進(jìn)行改性。

4、優(yōu)選的，改性淀粉為使用辛烯基琥珀酸酐進(jìn)行改性。

5、上述生物可降解塑料膜的制備方法，包括以下步驟，

6、s1、制備改性聚乙烯醇

7、s1.1、將聚乙烯醇溶于去離子水中，升溫溶脹，得到聚乙烯醇水溶液；

8、s1.2、將聚乙二醇溶于去離子水中，升溫溶解，得到聚乙二醇水溶液；

9、s1.3、將聚乙二醇水溶液加入到聚乙烯醇水溶液中得到共混溶液，調(diào)節(jié)共混溶液的ph為1~3，然后加入交聯(lián)劑，攪拌反應(yīng)得到改性聚乙烯醇；

10、s2、制備改性淀粉

11、將淀粉溶于去離子水中，升溫?cái)嚢瑁玫降矸蹜覞嵋?，調(diào)節(jié)淀粉懸濁液的ph為8~9，將辛烯基琥珀酸酐稀釋后加入到淀粉懸濁液內(nèi)，攪拌反應(yīng)后得到混合物，調(diào)節(jié)混合物的ph值為6.5，離心分離后，洗滌、干燥、過篩得到改性淀粉；

12、s3、將改性聚乙烯醇、納米氧化鎂、改性淀粉和植物纖維重復(fù)混合，并真空干燥得到成膜混合物；

13、s4、將成膜混合物進(jìn)行熔融擠出，冷卻、切粒得到成膜顆粒；

14、s5、將成膜顆粒加入到吹膜機(jī)組進(jìn)行吹塑，得到生物可降解塑料膜。

15、優(yōu)選的，s1.1，聚乙烯醇水溶液的濃度為2~6%（w/v），升溫溶脹為在90℃的油浴鍋中攪拌30~60min。

16、優(yōu)選的，s1.2，聚乙二醇水溶液的濃度為1~3%（w/v），升溫溶解為在90℃的油浴鍋中攪拌5~30min。

17、優(yōu)選的，s1.3，共混溶液中聚乙二醇的質(zhì)量占聚乙烯醇質(zhì)量的15%~35%，交聯(lián)劑為肉桂醛，交聯(lián)劑的用量占聚乙烯醇質(zhì)量的12%~40%；攪拌反應(yīng)為在90℃的油浴鍋中攪拌120min。

18、優(yōu)選的，s2中的稀釋為使用無水酒精稀釋，攪拌反應(yīng)為在25℃下攪拌4~6h。

19、優(yōu)選的，s4中熔融擠出的溫度為200~230℃；s5中吹膜溫度為170~200℃。

20、上述生物可降解塑料膜的應(yīng)用，應(yīng)用于食品包裝、化妝品包裝、種植大棚、地膜中。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、（1）本發(fā)明中通過改性淀粉中的伯醇和改性聚乙烯醇分子間形成氫鍵，進(jìn)而結(jié)合形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高其機(jī)械性能，并且通過使用聚乙二醇對(duì)聚乙烯醇進(jìn)行共混改性，形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和較好的拉伸強(qiáng)度，辛烯基琥珀酸酐與淀粉中的醇進(jìn)行親核加成，形成酯化產(chǎn)物，增強(qiáng)了薄膜的機(jī)械性能和阻隔性能；

23、（2）本發(fā)明中聚乙烯醇通過交聯(lián)反應(yīng)摻入肉桂醛提高了其機(jī)械性能和透明度；使制得的塑料薄膜的水蒸氣透過率和水溶解度也有所下降，從而使制得的塑料薄膜具有優(yōu)異的耐水性，雖然部分肉桂醛參與了交聯(lián)反應(yīng)，但交聯(lián)膜中的游離肉桂醛表現(xiàn)出良好的抗菌性能，使制得的塑料薄膜具有較長的保鮮期限和良好的保鮮效果；

24、（3）本發(fā)明中還添加了納米氧化鎂和植物纖維素，進(jìn)一步的提高了薄膜的抗菌性能和紫外線屏蔽性能，使制得的薄膜具有良好的機(jī)械性能、阻隔性能、耐熱性能和抗菌性能。

25、下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種生物可降解塑料膜，其特征在于：按照重量份數(shù)計(jì)包括以下組成成分，改性聚乙烯醇30~50份、納米氧化鎂1~5份、改性淀粉35~60份和植物纖維5~15份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物可降解塑料膜，其特征在于：改性聚乙烯醇為使用聚乙二醇進(jìn)行改性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物可降解塑料膜，其特征在于：改性淀粉為使用辛烯基琥珀酸酐進(jìn)行改性。

4.一種如權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的生物可降解塑料膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物可降解塑料膜的制備方法，其特征在于：s1.1，聚乙烯醇水溶液的濃度為2~6%（w/v），升溫溶脹為在90℃的油浴鍋中攪拌30~60min。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物可降解塑料膜的制備方法，其特征在于：s1.2，聚乙二醇水溶液的濃度為1~3%（w/v），升溫溶解為在90℃的油浴鍋中攪拌5~30min。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物可降解塑料膜的制備方法，其特征在于：s1.3，共混溶液中聚乙二醇的質(zhì)量占聚乙烯醇質(zhì)量的15%~35%，交聯(lián)劑為肉桂醛，交聯(lián)劑的用量占聚乙烯醇質(zhì)量的12%~40%；攪拌反應(yīng)為在90℃的油浴鍋中攪拌120min。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物可降解塑料膜的制備方法，其特征在于：s2中的稀釋為使用無水酒精稀釋，攪拌反應(yīng)為在25℃下攪拌4~6h。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物可降解塑料膜的制備方法，其特征在于：s4中熔融擠出的溫度為200~230℃；s5中吹膜溫度為170~200℃。

10.一種如權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的一種生物可降解塑料膜的應(yīng)用，其特征在于：應(yīng)用于食品包裝、化妝品包裝、種植大棚、地膜中。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及可降解塑料膜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種生物可降解塑料膜及其制備方法與應(yīng)用，按照重量份數(shù)計(jì)包括以下組成成分，改性聚乙烯醇30~50份、納米氧化鎂1~5份、改性淀粉35~60份和植物纖維5~15份。本發(fā)明采用上述一種生物可降解塑料膜及其制備方法與應(yīng)用，制得的生物可降解塑料膜具有較好的機(jī)械性、耐水性、阻隔性和抗菌性，可用于食品包裝領(lǐng)域，具有良好的保鮮效果。

技術(shù)研發(fā)人員：高賀銀,高尚,梁亞楨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：雄縣恒通工貿(mào)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9