本发明属于高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种一次性高效降解秸秆餐具及其制备方法。
背景技术：
：一次性餐具是社会经济快速发展的产物。现在主要以聚苯乙烯为原料生产的一次性餐具，其不能降解的问题导致“白色”污染，对生态环境造成了重大污染和对人类的生存产生威胁。一次性聚苯乙烯餐具使用后既不能回收作饲料，又不能埋在地里作肥料。为了解决这个问题，人们希望用农作物如小麦、稻谷、玉米、绿豆杆等作原料来制作一次性餐具，因辅料、粘合剂地选择及工艺地摸索，一直没有形成产业化。由于现在用农作物制备的绿色餐具，工艺复杂、成形效果差、成本高，降解缓慢且不彻底，在压制工序中对模具制造进行镀铬处理来完成脱模，由于压制时间长，产品压制且需冷却后才能进入下一工序，导致餐具不能批量生产，合格率低。另外，为了使产品表面形成一层膜，达到防渗水目的，目前在制作餐具的工序中采用了喷涂胶水工艺，而这种喷涂方法不易控制，膜层厚度不均，产品质量较差。现有技术中也有一次性餐具的制造方法，例如，cn91108365，题为“可作饲料的一次性餐具、食品包装及其制造方法和用途”的专利说明书中公开了一种可作饲料的一次性餐具、食品包装，它们是由可作饲料的原料、添加剂、粘合剂组成，可再涂上防水涂层。其制造方法是将原料粉碎、混匀、模压、涂防水层、密封消毒。产品在第一次使用后经消毒、粉碎又用作动物、家禽、鱼类的饲料，但是，由于该方法在配方和工艺中存在的缺点，因此造成产品的成本高、产品寿命短等缺陷，始终无法上市。技术实现要素：针对现有技术中存在的问题本发明提供一种一次性高效降解秸秆餐具及其制备方法，所得到的材料环保，短期内强度高，到一定时间后又能快速降解，成本低，阻燃，环保，使用方便。为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一次性高效降解秸秆餐具，由以下成分组成：秸秆、淀粉、竹原纤维、抗氧化剂、耐温剂、增塑剂。各组分重量份数为，100份秸秆、20-40份淀粉、15-25份竹原纤维、0.8-2份抗氧化剂、1-5份耐温剂、2-4份增塑剂。所述的秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、花生秸秆、绿豆秸秆中的一种或多种。所述的淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、稻谷淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉中的一种或多种。所述的抗氧化剂为茶多酚、叔丁基对苯二酚、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯中的一种或多种。所述的耐温剂为甲基硅树脂、聚甲基硅树脂、有机硅树脂、低苯基甲基硅树脂、甲基苯基硅树脂中的一种或多种。所述的增塑剂为3-羟基-3-羧基戊二酸三丁酯、多元醇酯、聚酯中的一种或多种。所述的一次性高效降解秸秆餐具还包含氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯。所述的氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯重量份为0.4-0.8。一次性高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：1）称取100份秸秆和15-25份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20-40份淀粉、0.8-2份抗氧化剂、1-5份耐温剂和2-4份增塑剂，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为30r/min～60r/min的条件下搅拌混合20min～40min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为140～240℃；将制得的秸秆颗粒在80～120℃的温度条件下真空干燥12～16h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。以下为氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯的制备方法称取0.2mol乙二酸与0.1mol对苯乙醇，加入1mmol硝酸钡，置于三口瓶中，三个口分别插入蒸馏头，搅拌器，温度计。进行加热，分别控制三口烧瓶和蒸馏头顶部的温度，控制在160℃下，以防止苯丁醇逸出，记录出水量，达到一定量时，停止加热，将三口烧瓶冷却。将反应得到的物质加入到缩聚反应釜中，加入1mmol硝酸钡和10mmol氯化铝，在140℃下反应，打开搅拌器，并开启真空泵，当搅拌速率降到一定程度时，停止反应，水浴出料，得到氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯。本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一次性高效降解秸秆餐具，竹原纤维和淀粉对秸秆进行交联改性，所使用的有机原料和其它助剂，都是无毒物质，加入后对材料不会有其它副影响，不会对人和环境产生危害。本发明所提供的一次性高效降解秸秆餐具，其制备工艺流程简单，原料易的，耐温性好，抗氧化性佳，加入氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯后，秸秆餐具的降解速度明显得到提高，可用于餐具、食品包装材料等领域。具体实施方式实施例1本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米秸秆、0.8份叔丁基对苯二酚、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例2本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和25份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例3本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取40份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例4本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米淀粉、2份叔丁基对苯二酚、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例5本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、5份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例6本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、1份聚甲基硅树脂和4份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例7本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和20份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取30份玉米淀粉、1份叔丁基对苯二酚、2份聚甲基硅树脂和3份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例8本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和25份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取40份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例9本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和25份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取40份玉米淀粉、2份叔丁基对苯二酚、5份聚甲基硅树脂和4份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例10本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、0.4份氯化铝、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例11本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、0.4份聚乙二酸对苯乙醇酯、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例12本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、0.4份氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例13本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、0.6份氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例14本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和15份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取20份玉米淀粉、0.8份叔丁基对苯二酚、0.8份氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯、1份聚甲基硅树脂和2份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例15本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和25份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取40份玉米淀粉、2份叔丁基对苯二酚、0.4份氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯、5份聚甲基硅树脂和4份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。实施例16本实施例的应用于高效降解秸秆餐具的制备方法，包括以下步骤：以下原料皆为重量份数，1）称取100份玉米秸秆和25份竹原纤维放入研磨机中研磨，再进行过筛，得到混合粉末；2）称取40份玉米淀粉、2份叔丁基对苯二酚、0.8份氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯、5份聚甲基硅树脂和4份多元醇酯，与1）中的混合粉末一起加入到搅拌机中，在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌混合30min，得原料混合物；3）将原料混合物注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，以制成秸秆颗粒，其中，双螺杆加工温度为220℃；将制得的秸秆颗粒在100℃的温度条件下真空干燥12h，根据需要将秸秆颗粒制备成片材后压延或者直接注射成型得到餐具。上述对实施例的描述是为便于该
技术领域：
的技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例进行各种修改，并将在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。测试方法：降解速率测试称取一定量实施例制备的餐具，分别进行处理：1、将其掩埋；2、将其置于水中（露天的池塘中）；3、将其室外露天；4将其室内放置。记录试验餐具降解时间，称量残余的质量。季节不同对测试结果会有一定的影响。表1表1为各个实施例反应物的使用量表2掩埋降解时间/天水中降解时间/天室外露天降解时间/天室内放置降解时间/天室外露天降解残余/%实施例1220150130165<1实施例2220150130165<1实施例3220150130165<1实施例4220150130165<1实施例5220150130165<1实施例6220150130165<1实施例7220150130165<1实施例8220150130165<1实施例9220150130165<1实施例10220150130165<1实施例11220150130165<1实施例1219011080140<1实施例1318010575135<1实施例1417510070130<1实施例1519511585145<1实施例1618010580140<1从表2可以看出，加入氯化铝-聚乙二酸对苯乙醇酯后，秸秆餐具的降解速度得到明显提升。当前第1页12