本发明公开了一种抗冲击可降解气泡膜的制备方法，属于包装材料制备
技术领域：
。
背景技术：
：气泡膜又称气珠缓冲膜，经高温挤出吸塑而成，中间充满空气。气泡膜具有轻量、透明、隔音、防震等特点，利用其弹性和耐磨性能可形成缓冲保护层，可防止主要由压缩、震动所引起的损坏，而且形成的包装具有质轻、透明、无害等优点，并耐酸、碱、油和其他化学品以及水和潮气。气泡膜被广泛用于电子电器、仪表仪器、玻璃陶瓷、艺术品、五金机械、家具家私等抗震性缓冲包装。同时还可制成气泡袋、气泡牛皮纸信封袋、隔热坐垫、隔热保温资料等。但是，在石油资源日益枯竭和“白色污染”日益严重的今天，传统石油基包装材料势必不是未来发展的趋势所在。环境友好的可降解包装材料将是解决石油资源枯竭与“白色污染”的首选材料。然而，现阶段可降解气泡膜材料的力学性能较差。通常在工业生产中，对金属物防锈大多采用喷防锈剂、涂防锈油、包防锈纸等方式，其综合成本高，对工人身心健康有一定影响。现有技术也有采用防锈纸、防锈膜和普通气泡膜进行包装来达到防锈目的，但仍存在以下缺陷：防锈纸袋对木材资源消耗大，对人类生态环境造成严重污染。防锈膜袋没有弹性，不具备防震能力，运输中金属制品之间碰撞易损伤，使用范围受限制等。普通气泡膜不具备防锈能力。随着人们生活水平的提高，人们逐渐认识到环保的重要性。目前普遍的气泡膜抗拉强度低，不能很好的吸收和分散外来的撞击力，缓冲效果不够理想，另外所用基体材料大多为难降解聚合物，降解性能有待提高。因此，发明一种抗冲击效果好、可降解性好的气泡膜对包装材料制备
技术领域：
具有积极意义。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前普遍的气泡膜抗拉强度低，不能很好的吸收和分散外来的撞击力，缓冲效果不够理想，另外所用基体材料大多为难降解聚合物，降解性能有待提高的缺陷，提供了一种抗冲击可降解气泡膜的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种抗冲击可降解气泡膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入200～220ml蒸馏水，用氢氧化钠溶液调节ph，对四口烧瓶加热升温后加入60～70g大豆粉，保温处理后，向四口烧瓶中加入10～12g苯酚，降温，保温处理，继续向四口烧瓶中加入20～25ml甲醛，反应，自然冷却至室温，得到大豆蛋白乳液；（2）向带有滴液漏斗和冷凝装置的三口烧瓶中加入70～80ml环氧大豆油、4～5g甲醇钠、5～7ml三乙醇胺，加热升温，启动搅拌器搅拌混合，向三口烧瓶中加入40～50ml甘油，保温搅拌反应，得到醇解大豆油；（3）向上述三口烧瓶中加入80～90ml己二异氰酸酯，8～10ml苯乙烯继续反应，待三口烧瓶降温，依次向三口烧瓶中加入10～15ml磷酸二乙酯、20～30ml甘油和20～25ml马来酸酐，另取3～5ml二月桂酸二丁基锡溶于35～40ml丙酮后倒入恒压滴液漏斗中并滴入三口烧瓶中，同时升温，继续反应得到泡沫聚氨酯；（4）将玉米淀粉、甘油和水混合，置于高速分散机中分散杆挤出机中，挤出得到淀粉粒料；（5）配置纸浆置于烧杯中，搅拌后将纸浆与羟甲基纤维素混合得到混合浆液，将混合浆液置于真空泵中抽滤，直至无水滴落下，得到混合基料；（6）按重量份数计，将30～40份混合基料、10～12份贝壳粉、10～15份大豆蛋白乳液、20～25份醇解大豆油、5～10份乳酸菌粉置于密封发酵罐中，静置，过滤去除滤液分离得到发酵滤渣，将70～80份发酵滤渣和40～50份pvc颗粒料混合，转移至气泡膜机中流延，并向气泡膜机加入8～10份偶氮二甲酰胺，得到抗冲击可降解气泡膜。步骤（1）所述的氢氧化钠溶液的质量分数为40%，用氢氧化钠溶液调节ph至9～10，对四口烧瓶加热升温后温度为90～100℃，保温处理时间为50～55min，降温后温度为70～75℃，保温处理时间为15～20min，反应时间为1～2h。步骤（2）所述的加热升温后温度为50～60℃，保温搅拌反应时间为3～4h。步骤（3）所述的三口烧瓶降温后温度为50～60℃，恒压滴液漏斗滴加速率为2～3ml/min，控制升温速率为3～5℃/min，升温后温度为80～82℃，继续反应时间为3～4h。步骤（4）所述的玉米淀粉、甘油和水混合质量比10︰5︰1，高速分散机转速为3000～3500r/min，分散时间为10～15min，静置时间为20～24h，控制机头温度为140～150℃，螺杆转速为120～140r/min，喂料速率为50～60g/min。步骤（5）所述的纸浆质量分数为20%，纸浆与羟甲基纤维素混合质量比为10︰1。步骤（6）所述的控制密封发酵温度为40～50℃，静置时间为3～5天，控制气泡膜机的温度为150～180℃，转速为200～350r/min。本发明的有益效果是：（1）本发明在甲醇钠和三乙醇胺复配催化剂的条件下用甘油将环氧大豆油催化醇解，得到醇解大豆油，向醇解大豆油中加入己二异氰酸酯、磷酸二乙酯、马来酸酐，甘油等原料，得到泡沫聚氨酯，将米淀粉、甘油和水混合高速分散后用挤出机挤出得到淀粉粒料，以纸浆为原料配制得到混合基料，最后将混合基料、贝壳粉、大豆蛋白乳液、醇解大豆油、乳酸菌粉等原料发酵，分离得到发酵滤渣，将发酵滤渣与pvc颗粒料混合置于气泡膜机中流延制成抗冲击可降解气泡膜，本发明中环氧大豆油由于具有良好的耐热性、低温柔韧性，且挥发度低，无害无毒，绿色环保，应用广泛，特别适用于塑料包装材料中作为增塑剂使用，所用大豆蛋白乳液能与泡沫聚氨酯进一步发生交联反应，使泡沫聚氨酯与pvc膜间粘结作用增强，提高气泡膜的强度，同时环氧大豆油的低温柔韧性较好，对聚氯乙烯有增塑作用，并可使聚氯乙烯链上的活泼氯原子得到稳定，可以迅速吸收因热和光降解出来的氯化氢，从而阻滞聚氯乙烯的连续分解，使pvc更加稳定，提高气泡膜抗冲击性能；（2）本发明在发酵过程中，通过玉米淀粉分解的葡萄糖在泡沫聚氨酯孔隙中发酵产生乳酸，乳酸在孔隙间聚合产生聚乳酸，得到抗冲击可降解气泡膜，泡沫聚氨酯作为气泡膜的骨架结构可使气泡膜受到冲击或压缩应力后能够吸收更多的能量，通过在泡沫聚氨酯膨胀多孔结构中填充韧性较强的聚乳酸和纸质纤维，使气泡膜的抗冲击性能提高，另外，气泡膜内部聚乳酸主链上含有易水解的酯键，它属于聚酯类高分子材料，聚乳酸的水解过程首先起始于水的吸收，小分子的水移动到气泡膜的表面，通过扩散的方式进入亲水基团或酯键的周围，在酸性或碱性环境下，酯键都会发生自由水解断裂，分子量缓慢降低，当分子量降低到一定程度，开始溶解，变成可溶的降解产物，从而使气泡膜具有良好的降解性能，也可以通过气泡膜降解性能对聚合物原料进行回收，在绿色环保方面具有重大意义，应用前景广阔。具体实施方式向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入200～220ml蒸馏水，用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节ph至9～10，对四口烧瓶加热升温至90～100℃，加入60～70g大豆粉，保温处理50～55min后，向四口烧瓶中加入10～12g苯酚，降温至70～75℃，保温处理15～20min，继续向四口烧瓶中加入20～25ml甲醛，反应1～2h，自然冷却至室温，得到大豆蛋白乳液；向带有滴液漏斗和冷凝装置的三口烧瓶中加入70～80ml环氧大豆油、4～5g甲醇钠、5～7ml三乙醇胺，加热升温至50～60℃，启动搅拌器以200～300r/min的转速搅拌混合，向三口烧瓶中加入40～50ml甘油，保温搅拌反应3～4h，得到醇解大豆油；向上述三口烧瓶中加入80～90ml己二异氰酸酯，8～10ml苯乙烯继续反应2～3h，待三口烧瓶降温至50～60℃，依次向三口烧瓶中加入10～15ml磷酸二乙酯、20～30ml甘油和20～25ml马来酸酐，另取3～5ml二月桂酸二丁基锡溶于35～40ml丙酮后倒入恒压滴液漏斗中，以2～3ml/min的滴加速率滴入三口烧瓶中，并同时升温，控制升温速率为3～5℃/min，升温至80～82℃，继续反应3～4h，得到泡沫聚氨酯；将玉米淀粉、甘油和水按质量比10︰5︰1混合，置于高速分散机中以3000～3500r/min的转速分散10～15min得到分散淀粉料，将分散淀粉料置于密封袋中保存，静置20～24h后，倒入双螺杆挤出机中，控制机头温度为140～150℃，螺杆转速为120～140r/min，喂料速率为50～60g/min，挤出得到淀粉粒料；配置质量分数为20%的纸浆置于烧杯中，搅拌40～45min后，将纸浆与羟甲基纤维素按质量比为10︰1混合得到混合浆液，将混合浆液置于真空泵中抽滤，直至无水滴落下，得到混合基料；按重量份数计，将30～40份混合基料、10～12份贝壳粉、10～15份大豆蛋白乳液、20～25份醇解大豆油、5～10份乳酸菌粉置于密封发酵罐中，控制温度为40～50℃，静置3～5天，过滤去除滤液分离得到发酵滤渣，将70～80份发酵滤渣和40～50份pvc颗粒料混合，转移至气泡膜机中流延，向气泡膜机加入8～10份偶氮二甲酰胺，控制气泡膜机的温度为150～180℃，转速为200～350r/min，得到抗冲击可降解气泡膜。向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入200ml蒸馏水，用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节ph至9，对四口烧瓶加热升温至90℃，加入60g大豆粉，保温处理50min后，向四口烧瓶中加入10g苯酚，降温至70℃，保温处理15min，继续向四口烧瓶中加入20ml甲醛，反应1h，自然冷却至室温，得到大豆蛋白乳液；向带有滴液漏斗和冷凝装置的三口烧瓶中加入70ml环氧大豆油、4g甲醇钠、5ml三乙醇胺，加热升温至50℃，启动搅拌器以200r/min的转速搅拌混合，向三口烧瓶中加入40ml甘油，保温搅拌反应3h，得到醇解大豆油；向上述三口烧瓶中加入80ml己二异氰酸酯，8ml苯乙烯继续反应2h，待三口烧瓶降温至50℃，依次向三口烧瓶中加入10ml磷酸二乙酯、20ml甘油和20ml马来酸酐，另取3ml二月桂酸二丁基锡溶于35ml丙酮后倒入恒压滴液漏斗中，以2ml/min的滴加速率滴入三口烧瓶中，并同时升温，控制升温速率为3℃/min，升温至80℃，继续反应3h，得到泡沫聚氨酯；将玉米淀粉、甘油和水按质量比10︰5︰1混合，置于高速分散机中以3000r/min的转速分散10min得到分散淀粉料，将分散淀粉料置于密封袋中保存，静置20h后，倒入双螺杆挤出机中，控制机头温度为140℃，螺杆转速为120r/min，喂料速率为50g/min，挤出得到淀粉粒料；配置质量分数为20%的纸浆置于烧杯中，搅拌40min后，将纸浆与羟甲基纤维素按质量比为10︰1混合得到混合浆液，将混合浆液置于真空泵中抽滤，直至无水滴落下，得到混合基料；按重量份数计，将30份混合基料、10份贝壳粉、10份大豆蛋白乳液、20份醇解大豆油、5份乳酸菌粉置于密封发酵罐中，控制温度为40℃，静置3天，过滤去除滤液分离得到发酵滤渣，将70份发酵滤渣和40份pvc颗粒料混合，转移至气泡膜机中流延，向气泡膜机加入8份偶氮二甲酰胺，控制气泡膜机的温度为150℃，转速为200r/min，得到抗冲击可降解气泡膜。向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入210ml蒸馏水，用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节ph至9，对四口烧瓶加热升温至95℃，加入65g大豆粉，保温处理52min后，向四口烧瓶中加入11g苯酚，降温至72℃，保温处理17min，继续向四口烧瓶中加入22ml甲醛，反应1.5h，自然冷却至室温，得到大豆蛋白乳液；向带有滴液漏斗和冷凝装置的三口烧瓶中加入75ml环氧大豆油、4g甲醇钠、6ml三乙醇胺，加热升温至55℃，启动搅拌器以250r/min的转速搅拌混合，向三口烧瓶中加入45ml甘油，保温搅拌反应3.5h，得到醇解大豆油；向上述三口烧瓶中加入85ml己二异氰酸酯，9ml苯乙烯继续反应2.5h，待三口烧瓶降温至55℃，依次向三口烧瓶中加入12ml磷酸二乙酯、25ml甘油和22ml马来酸酐，另取4ml二月桂酸二丁基锡溶于37ml丙酮后倒入恒压滴液漏斗中，以2ml/min的滴加速率滴入三口烧瓶中，并同时升温，控制升温速率为4℃/min，升温至81℃，继续反应3.5h，得到泡沫聚氨酯；将玉米淀粉、甘油和水按质量比10︰5︰1混合，置于高速分散机中以3200r/min的转速分散12min得到分散淀粉料，将分散淀粉料置于密封袋中保存，静置22h后，倒入双螺杆挤出机中，控制机头温度为145℃，螺杆转速为130r/min，喂料速率为55g/min，挤出得到淀粉粒料；配置质量分数为20%的纸浆置于烧杯中，搅拌42min后，将纸浆与羟甲基纤维素按质量比为10︰1混合得到混合浆液，将混合浆液置于真空泵中抽滤，直至无水滴落下，得到混合基料；按重量份数计，将35份混合基料、11份贝壳粉、12份大豆蛋白乳液、22份醇解大豆油、7份乳酸菌粉置于密封发酵罐中，控制温度为45℃，静置4天，过滤去除滤液分离得到发酵滤渣，将75份发酵滤渣和45份pvc颗粒料混合，转移至气泡膜机中流延，向气泡膜机加入9份偶氮二甲酰胺，控制气泡膜机的温度为175℃，转速为300r/min，得到抗冲击可降解气泡膜。向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入220ml蒸馏水，用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节ph至10，对四口烧瓶加热升温至100℃，加入70g大豆粉，保温处理55min后，向四口烧瓶中加入12g苯酚，降温至75℃，保温处理20min，继续向四口烧瓶中加入25ml甲醛，反应2h，自然冷却至室温，得到大豆蛋白乳液；向带有滴液漏斗和冷凝装置的三口烧瓶中加入80ml环氧大豆油、5g甲醇钠、7ml三乙醇胺，加热升温至60℃，启动搅拌器以300r/min的转速搅拌混合，向三口烧瓶中加入50ml甘油，保温搅拌反应4h，得到醇解大豆油；向上述三口烧瓶中加入90ml己二异氰酸酯，10ml苯乙烯继续反应3h，待三口烧瓶降温至60℃，依次向三口烧瓶中加入15ml磷酸二乙酯、30ml甘油和25ml马来酸酐，另取5ml二月桂酸二丁基锡溶于40ml丙酮后倒入恒压滴液漏斗中，以3ml/min的滴加速率滴入三口烧瓶中，并同时升温，控制升温速率为5℃/min，升温至82℃，继续反应4h，得到泡沫聚氨酯；将玉米淀粉、甘油和水按质量比10︰5︰1混合，置于高速分散机中以3500r/min的转速分散15min得到分散淀粉料，将分散淀粉料置于密封袋中保存，静置24h后，倒入双螺杆挤出机中，控制机头温度为150℃，螺杆转速为140r/min，喂料速率为60g/min，挤出得到淀粉粒料；配置质量分数为20%的纸浆置于烧杯中，搅拌45min后，将纸浆与羟甲基纤维素按质量比为10︰1混合得到混合浆液，将混合浆液置于真空泵中抽滤，直至无水滴落下，得到混合基料；按重量份数计，将40份混合基料、12份贝壳粉、15份大豆蛋白乳液、25份醇解大豆油、10份乳酸菌粉置于密封发酵罐中，控制温度为50℃，静置5天，过滤去除滤液分离得到发酵滤渣，将80份发酵滤渣和50份pvc颗粒料混合，转移至气泡膜机中流延，向气泡膜机加入10份偶氮二甲酰胺，控制气泡膜机的温度为180℃，转速为350r/min，得到抗冲击可降解气泡膜。对比例以河北某公司生产的抗冲击可降解气泡膜作为对比例对本发明制得的抗冲击可降解气泡膜和对比例中的抗冲击可降解气泡膜进行性能检测，检测结果如表1所示：测试方法：拉伸强度测试采用拉伸强度试验机进行检测；撕裂强度测试采用撕裂强度试验机进行检测；断裂伸长率测试按gbt1701标准进行检测；抗冲击性测试方法：取尺寸形状相同的实例1～3和对比例中气泡膜试样待用，将其朝上平放在铁砧上，准备一个固定质量的重锤待用，重锤借控制装置固定在滑筒的某一高度，按压控制钮，重锤即自由地落于气泡膜上，提起重锤，每个气泡膜各重复3个高度，记录重锤落于试样上的高度；降解率测试按hg/t2554-2011标准进行检测。表1气泡膜性能测定结果测试项目实例1实例2实例3对比例拉伸强度（mpa）16.7516.7816.8910.53撕裂强度（kn/m）70717250断裂伸长率（%）226.4227.3228.2150.215cm高度无变化无变化无变化轻微变形30cm高度无变化无变化无变化轻微裂痕45cm高度轻微变形轻微裂痕无变化明显裂开降解率（%）95969792根据上述中数据可知本发明制得的抗冲击可降解气泡膜抗拉强度高，可以很好的吸收和分散外来的撞击力，在高度为45cm的高度下能保持轻微变形不断裂，具有很好的抗冲击性能，缓冲效果好，降解率高，具有广阔的应用前景。当前第1页12