一种可降解的复合薄膜及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合薄膜领域，特别涉及一种可降解的复合薄膜及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]复合薄膜在日常生活中发挥着重要的作用，其可以用来制备食品包装袋、购物袋、地膜、垃圾袋等。然而，随着复合薄膜的使用越来越频繁，其带来的白色污染也日趋严重。为了减轻白色污染，人们通过向复合薄膜的原料中添加一些能够使塑料进行降解的成分，例如淀粉、碳酸钙等，来制备得到可降解的复合薄膜。
[0003]举例来说，CN104151686A提供了一种可降解复合薄膜，其组分及重量份数为:玉米淀粉40-60份，低密度聚乙烯100份，聚碳酸酯10-20份，乙烯-丁烯聚合物12-15份，聚乙烯蜡5-10份，抗氧剂2-4份，紫外线吸收剂0.5-1份，柏木油4.5-6.5份。
[0004]发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]现有技术提供的可降解复合薄膜的成本较高。
【发明内容】
[0006]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种低成本的可降解的复合薄膜及其制备方法和应用。具体技术方案如下:
[0007]第一方面，本发明实施例提供了一种可降解的复合薄膜，包括以下重量份的组分:伊利石粉15-25份、无毒的有机高分子聚合物30-45份、秸杆粉5_15份、淀粉3_5份、聚乳酸5-20份。
[0008]进一步地，所述复合薄膜还包括以下重量份的组分:2-4份的抗氧剂、1-3份的微量元素添加剂。
[0009]具体地，所述淀粉为改性淀粉。
[0010]具体地，所述淀粉选自玉米淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、魔芋淀粉中的至少一种。
[0011]具体地，所述无毒的有机高分子聚合物选自聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇月旨、聚苯乙烯中的至少一种。
[0012]具体地，所述伊利石粉包括质量分数至少为50%的白云母。
[0013]作为优选，所述伊利石粉包括以下质量百分含量的成分:64.28% -72%的Si02、12.80% -16.30% 的 Α1203、0.61% -1.95% 的 MgO、3.61% -5.21%的1(20、1.92% -3.98% 的Na20,3.20% -5.08%的 Ca0、0.39% -0.94%的 Ti02、l.95% -4.79%的 Fe203。
[0014]第二方面，本发明实施例提供了一种上述的复合薄膜的制备方法，包括:按照复合薄膜中各组分的重量份配比，将伊利石粉、无毒的有机高分子聚合物、秸杆粉、淀粉、以及可选的抗氧剂和微量元素添加剂按比例混合均匀，熔融造粒，然后经挤出成型机吹塑成型，制备得到复合薄膜。
[0015]作为优选，所述伊利石粉的目数为800-2000目；所述秸杆粉的目数为800-2000目。
[0016]具体地，在所述经挤出成型机吹塑成型的过程中，所述挤出成型机的机头温度为190-2000C ;机筒温度分为 3 区，分别为 I 区 150-170°C，2 区 170_180°C，3 区 190-200°C ο
[0017]第三方面，本发明实施例提供了上述的复合薄膜在制备保鲜膜、食品包装袋、药品包装袋、地膜和棚膜中的应用。
[0018]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0019]本发明实施例提供的复合薄膜，包括以下重量份的组分:伊利石粉15-25份、无毒的有机高分子聚合物30-45份、秸杆粉5-15份、淀粉3-5份、聚乳酸5_20份。通过上述各组分制备得到的复合薄膜不仅成本低廉，且具有良好的生物降解性，更加安全环保，能够广泛用于保鲜膜、食品包装袋、药品包装袋、地膜和棚膜中，具有较高的经济适应性。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0021]第一方面，本发明实施例提供了一种可降解的复合薄膜，包括以下重量份的组分:伊利石粉15-25份、无毒的有机高分子聚合物30-45份、秸杆粉5_15份、淀粉3_5份、聚乳酸5-20份。
[0022]本发明实施例提供的包括上述组分的复合薄膜，通过以上各组分的协同复配作用，所制备的复合薄膜不仅成本低廉，且具有良好的生物降解性，更加安全环保，能够广泛用于食品包装袋、药品包装袋及地膜中，具有较高的经济适应性。进一步地，本发明实施例提供的复合薄膜，由于其中含有秸杆粉、聚乳酸、淀粉和伊利石粉，不仅使其更易生物降解，且在该复合薄膜降解后，其中的秸杆粉、聚乳酸、淀粉和伊利石粉均可作为土壤中的营养成分，促进植物的生长发育。本领域技术人员可以理解得是，通过上述含量的无毒的有机高分子聚合物的加入，能够赋予所制备的复合薄膜期望的强度和弹性。
[0023]特别的是，由于本发明实施例提供的可降解复合薄膜中含有大量的伊利石粉，一方面，伊利石粉价格低廉，更利于降低该复合薄膜的成本。另一方面，伊利石粉安全无毒，更加环保，且其在复合薄膜降解(降解时间为2-10个月)后不仅能提供植物生长所必须的营养元素，利于植物的正常生长发育，还能吸附土壤中的重金属(例如铬、铅、铯等)，防治土壤板结和二次污染，提高植物对有益矿质元素的吸收和利用，有效改善土壤结构。而且，该复合薄膜降解后施于土壤中，其中的伊利石粉能够赋予土壤良好的保温性，有效促进植物的生长发育，提高产量。
[0024]具体地，上述无毒的有机高分子聚合物选自聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇月旨、聚苯乙烯中的至少一种，优选聚乙烯。
[0025]具体地，本发明实施例中所述的“聚乳酸”通过使用可再生的植物资源(如玉米)中所提取的淀粉制备得到，其中淀粉经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。所制备的聚乳酸具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，无毒无害，不污染环境。本发明实施例中通过聚乳酸颗粒的加入能够实现复合薄膜的快速降解，且在其降解后进一步提供营养成分促进作物的生长发育。举例来说，该聚乳酸可以为本领域常见的市售的颗粒状聚乳酸原料，例如平湖市金秋工贸有限公司销售的聚乳酸，或者美国NatureWork销售的2003D透明聚乳酸PAL原料。
[0026]进一步地，为了提高该复合薄膜的隔氧性以及在该复合薄膜降解后使其能够为土壤补充更多的微量元素。该复合薄膜还包括以下重量份的组分:2-4份的抗氧剂、1-3份的微量元素添加剂。可以理解的是，上述“抗氧剂”、“微量元素添加剂”均为本领域的现有技术，它们可以为常见的市售产品。
[0027]更进一步地，还可以向该复合薄膜中加入一些常见的塑料助剂，例如光敏促进剂、降解促进剂，以及着色剂等，以提高该复合薄膜的降解性能及可视性。
[0028]由上述可知，本发明实施例还提供了一种具有优选配比组分的复合薄膜，其包括以下重量份的组分:伊利石粉15-25份、聚乙烯35-40份、秸杆粉5_15份、聚乳酸5_20份、淀粉4-5份、2-3份的抗氧剂、2-3份的微量元素添加剂。更优选地，该复合薄膜包括以下重量份的组分:伊利石粉20份、聚乙烯38份、秸杆粉15份、聚乳酸10份、淀粉4.5份、2.5份的抗氧剂以及2.5份的微量元素添加剂。
[0029]具体地，上述淀粉可以为改性淀粉，也可以选自玉米淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、魔芋淀粉中的至少一种。其中，改性淀粉可以为本领域常见的市售产品。通过选用上述种类的淀粉，不仅能降低复合薄膜的成本，且利于提高该复合薄膜的生物降解性。
[0030]具体地，本发明实施例中所用的伊利石粉包括质量分数至少为50 %的白云母。更具体地，该伊利石粉包括以下质量百分含量的成分:64.28 % -72 %的Si02、12.80% -16.30% 的 Α1203、0.61% -1.95% 的 Mg0、3.61% -5.21%的1(20、1.92% -3.98% 的Na20,3.20% -5.08%的 CaO,0.39% -0.94%的 T12U.95% -4.79%的 Fe2O3° 具有上述成分限定的伊利石一方面具有良好的隔热、绝缘性能及化学稳定性，能有效提高复合薄膜的综合性能，例如耐热、耐腐蚀及抗静电性能。此外，该类成分的伊利石粉更加容易降解，其降解后可作为长效底肥及土壤改良剂，利于在低温下提高地温并疏松土壤，从而改善土壤结构，更利于植物的生长发育。
[0031]第二方面，本发明实施例提供了一种上述的复合薄膜的制备方法，包括:按照复合薄膜中各组分的重量份配比，将伊利石粉、无毒的有机高分子聚合物、秸杆粉、聚乳酸、淀粉、以及可选的抗氧剂和微量元素添加剂按比例混合均匀，熔融造粒，然后经挤出成型机吹塑成型，制备得到复合薄膜。
[0032]本领域技术人员可以理解的是，上述“将伊利石粉、无毒的有机高分子聚合物、秸杆粉、聚乳酸、淀粉、以及可选的抗氧剂和微量元素添加剂按比例混合均匀”指的是可以按配制比例，将伊利石粉、无毒的有机高分子聚合物、稻杆粉、淀粉混合均勾，以此作为原料制备得到复合薄膜。或者还可以按照配制比例，将伊利石粉、无毒的有机高分子聚合物、秸杆粉、聚乳酸、淀粉、抗氧剂和微量元素添加剂混合均匀，并以此作为原料制备得到复合薄膜。
[0033]作为优选，该复合薄膜中，伊利石粉的目数为800-2000目；秸杆粉的目数为800-2000目ο通过将上述各组分限定为特定的目数，不仅能简化该复合薄膜的制备工艺，且能够使所制备的薄膜手感更加光滑。举例来说，该伊利石粉的目数可以为850目、900目、950目等；秸杆粉的目数可以为850目、900目、950目等。此外，所用的聚乙烯可以选自市售的薄膜料级别的聚乙烯颗粒。
[0034]其中，在制备复合薄膜的过程中，上述的“熔融造粒，然后经挤出成型机吹塑成型”均为本领域常见的现有技术，本发明实施例在此不对其作具体限定。
[0035]进一步地，为了提高所制备的复合薄膜的性能，在上述的经挤出成型机吹塑成型