一种高强度可降解塑料及其制备方法与流程

文档序号:21885403发布日期:2020-08-18 17:12阅读:446来源:国知局
本发明属于生物化学
技术领域
,具体涉及一种高强度可降解塑料及其制备方法。
背景技术
:目前,中国塑料年产量超过300万吨,消费量在600万吨以上。全世界塑料年产量超过1亿吨,如果按每年15%的塑料废弃量计算,全世界年塑料废弃量就是1500万吨,中国的年塑料废弃量在100万吨以上,废弃塑料在垃圾中的比例占到40%,这样大量的废弃塑料作为垃圾被埋在地下,无疑给本来就缺乏的可耕种土地带来更大的压力。塑料在给人们的生活带来方便的同时,也给环境带来了难以收拾的后患,人们把塑料给环境带来的灾难称为“白色污染”。由于塑料废弃物造成的污染与公害,使得人们长期以来一直在寻找更好的原材料来替代那些不可降解的塑料材料。目前的可降解塑料主要有两类,即生物降解塑料和光降解塑料,但光降解塑料需要加入光敏剂,且一旦埋入土中就几乎难以降解,而生物降解塑料主要是用淀粉或者聚乳酸制成,降解性能良好,但它的热塑性能、强度和拉伸性能都比传统塑料差,难以满足使用要求。利用其它物质替换淀粉,并能在一定条件下被生物高效分解,是弥补淀粉塑料缺陷的有效途径。油脂脱色剂废渣是炼油厂生产一级油过程中的下脚废料,其产生量为油脂处理量的1%~5%,目前大多炼油厂都将其废弃。油脂脱色剂主要是活性白土、凹凸棒土、活性炭和沸石等多孔性物质,可以吸附除去油脂内色素及其他杂质。近几年来,随着大型炼油企业的建设及一级油产量的日益增加,油脂脱色剂废渣的数量也在不断增加。由于油脂脱色剂废渣中含有脱酸油较多,长期暴露于空气中易发生氧化反应,最终会导致自燃,对油脂企业及环境会造成严重危害,因此对油脂脱色剂废渣回收再利用的研究具有十分重要的意义。技术实现要素:针对上述现有技术存在的不足,本发明所要解决的技术问题是:提供了一种对油脂脱色剂废渣进行废物利用,得到安全无毒、在湿润土壤环境下可降解、降解时间可控、强度较高、可塑性较佳、应用范围较广的降解塑料。为了实现以上目的,本发明首先提供一种高强度可降解环保塑料,由以下重量份的原料制成:高分子材料100份油脂脱色剂废渣30~100份极性单体的接枝物5~10份。优选的,所述的高分子材料是聚乙烯或聚丙烯中的一种。优选的,所述的油脂脱色剂废渣是活性白土、凹凸棒土、活性炭或沸石多孔性物质处理油脂后的下脚废料。优选的,所述的极性单体的接枝物是丙烯酸接枝高分子材料或马来酸酐接枝高分子材料中的一种。本发明还提供一种秸秆/聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)油脂脱色剂废渣的预处理:将油脂脱色剂废渣加入的高速混合机中,先在200~500r/min下搅拌,然后提高转速至800~1000r/min继续搅拌,待温度升高到105℃以上后保持20~30分钟,除去表面的水分和小分子物质,得到干燥油脂脱色剂废渣颗粒;(2)物料混合:按照比例加入高分子材料和极性单体的接枝物,在200~500r/min下搅拌混合,得到混合物;(3)将步骤(2)得到的混合物用双螺杆挤出机造粒,熔融温度为120℃~170℃,制成颗粒;(4)将步骤(3)得到的颗粒,采用吹塑、压延、真空成型得到最终的塑料制品,即得到高强度可降解塑料。优选的,步骤(1)中所述200~500r/min下搅拌的时间为10分钟;800~1000r/min继续搅拌的时间为10分钟。优选的,步骤(2)中所述200~500r/min下搅拌的时间为10分钟。本发明的优点和技术效果:(1)本发明采用了油脂脱色剂废渣作为生物质来源;油脂脱色剂废渣中含有有机色素、油脂、胶质等有机物,作为生物质来源,替换常规可降解塑料的聚乳酸和淀粉等生物质。因此含有油脂脱色剂废渣的塑料丢弃后与湿润土壤接触一定时间后,会发生霉变,并缓慢破碎、分解至消失,不会产生任何有害成分,对环境和人体无污染。(2)本发明油的脂脱色剂废渣中含有的废油脂,可以起到润滑剂作用,起到降低加工温度和减少设备摩擦的作用,因此在加工过程中不用另外添加润滑助剂,加工温度也可相应降低。(3)本发明加入的极性单体的接枝物是丙烯酸或者马来酸酐等极性单体的接枝物,在原有的非极性高分子中间引入了极性作用力,增加了高分子分子之间的作用力,使得到高分子制品具有较高的强度。强度高于以淀粉为原料的塑料,并且可耐沸水,耐低温,有很好的耐水性,特别适用于制造各类塑料袋及包装制品。(4)本发明能够通过各原料重量份数和加工过程中部分参数的变化来控制塑料的降解时间和强度,使这一产品可适用于不同要求,应用范围更广。(5)本发明原材料来源丰富,所用原料易得,均为市售产品;同时对油脂厂的下脚料加以再利用,解决了环境污染问题;价格低廉,制造工艺简单,成型加工性能甚佳。具体实施方式以下结合实例对本发明进行详细描述,但本发明不局限于这些实施例。实施例1:一种高强度可降解环保塑料,包括下列组分及质量比例的材料制成:聚乙烯树脂100份油脂脱色剂废渣50份马来酸酐接枝聚乙烯5份。所述的一种高强度可降解环保塑料,其制备方法为:(1)油脂脱色剂废渣的预处理:将油脂脱色剂废渣加入的高速混合机中,先在500r/min下搅拌10分钟,然后1000r/min高速搅拌10分钟,带温度升高到105℃以上后保持20分钟,除去表面的水分和小分子物质,得到干燥油脂脱色剂废渣颗粒;(2)物料混合:按照比例加入聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯,在200r/min下搅拌10分钟;(3)将得到的混合物用双螺杆挤出机造粒,熔融温度为160℃,制成颗粒;(4)将步骤(3)得到的颗粒,采用吹塑、压延、真空成型得到最终的塑料制品。实施例2:一种高强度可降解环保塑料,包括下列组分及质量比例的材料制成:聚乙烯树脂100份油脂脱色剂废渣50份马来酸酐接枝聚乙烯10份。所述的一种高强度可降解环保塑料,其制备方法为:(1)油脂脱色剂废渣的预处理:将油脂脱色剂废渣加入的高速混合机中,先在200r/min下搅拌10分钟,然后800r/min高速搅拌10分钟,带温度升高到105℃以上后保持20分钟,除去表面的水分和小分子物质,得到干燥油脂脱色剂废渣颗粒;(2)物料混合:按照比例加入聚乙烯树脂和马来酸酐接枝聚乙烯,在500r/min下搅拌10分钟;(3)将步骤(2)得到的混合物用双螺杆挤出机造粒,熔融温度为120℃,制成颗粒;(4)将步骤(3)得到的颗粒,采用吹塑、压延、真空成型得到最终的塑料制品。实施例3:一种高强度可降解环保塑料,包括下列组分及质量比例的材料制成:聚丙烯树脂100份油脂脱色剂废渣50份丙烯酸接枝聚丙烯5份。所述的一种高强度可降解环保塑料,其制备方法为:(1)油脂脱色剂废渣的预处理:将油脂脱色剂废渣加入的高速混合机中,先在300r/min下搅拌10分钟,然后800r/min高速搅拌10分钟,带温度升高到105℃以上后保持20分钟,除去表面的水分和小分子物质,得到干燥油脂脱色剂废渣颗粒;(2)物料混合:按照比例加入聚丙烯树脂和丙烯酸接枝聚丙烯,在400r/min下搅拌10分钟;(3)将得到的混合物用双螺杆挤出机造粒,熔融温度为140℃,制成颗粒;(4)将步骤(3)得到的颗粒,采用吹塑、压延、真空成型得到最终的塑料制品。实施例4:一种高强度可降解环保塑料,包括下列组分及质量比例的材料制成:聚丙烯树脂100份油脂脱色剂废渣50份丙烯酸接枝聚丙烯10份。所述的一种高强度可降解环保塑料,其制备方法为:步骤1)油脂脱色剂废渣的预处理:将油脂脱色剂废渣加入的高速混合机中,先在400r/min下搅拌10分钟,然后900r/min高速搅拌10分钟,带温度升高到105℃以上后保持20分钟,除去表面的水分和小分子物质,得到干燥油脂脱色剂废渣颗粒;(2)物料混合:按照比例加入聚丙烯树脂和丙烯酸接枝聚丙烯,在500r/min下搅拌10分钟;(3)将得到的混合物用双螺杆挤出机造粒,熔融温度为170℃,制成颗粒;(4)将步骤(3)得到的颗粒,采用吹塑、压延、真空成型得到最终的塑料制品。对比例:对比例为市售普通淀粉基可降解塑料薄膜。对上述实施例1-4以及对比例所得可降解环保塑料薄膜进行测试,测试结果和测试方法见表1。表1实施例及对比例可降解环保塑料薄膜性能30天降解率(100%)拉伸强度(mpa)断裂伸长率检测方法gb/t20197-2006gb/t1040-1992gb/t1040-1992对比例73.614.5113实施例199.718.1194实施例210022.3156实施例399.822.4129实施例410026.5103说明:以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案;因此,尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明,但是本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换;而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。当前第1页12
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