一种可降解的环保膜材、制备方法及其应用与流程

[0001]
本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种可降解的环保膜材、制备方法及其应用。


背景技术：

[0002]
包装膜材或保护膜材在日常生活中普遍使用。例如日常生活中将包装膜材应用在食品包装、鲜花包装，还有将保护膜材大量应用在电子产品上，例如作为手机的保护膜。传统上使用机械性能好的pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜和pp (聚丙烯)膜作为包装膜材或保护膜材，然而，随着人们生活水平的提高，为了追求便利，大量使用无法自然降解的pet膜和pp膜进一步导致了严重的健康和环境问题，因为这些膜材本身会释放有害气体，密封袋中长期积聚，浓度随密封时间增加而升高，致使袋中食物受到不同程度的污染，大量使用的pet膜和pp膜在自然界中难以自然降解，对土壤和水源造成严重的污染，直接焚烧则更会造成大气污染，破坏自然界的生态平衡。
[0003]
人们开始尝试用一些可降解的膜材作为包装膜材或保护膜材使用，例如使用 pla(聚乳酸)又称“玉米纤维”，是以玉米、小麦等谷物为原料，经过发酵形成乳酸，而后经聚合制得的，然而，聚乳酸纤维本身存在韧性差、抗冲击强度低等缺点，严重阻碍了聚乳酸纤维应用范围的进一步扩大。现有技术曾采用加入一些无机粉体材料以期增加pla的韧性和强度，但带来了粉体极易团聚引发的分散性不佳的问题，以及无机粉体与属于有机物的pla基体材料之间的相容性极差的问题。pla这种自身机械性能较差的固有缺陷，往往不能直接使用pla来包装食品或作为电子产品的保护膜，导致pla的应用受到一定的限制。
[0004]
因此，急需提供一种不仅可降解而且机械性能好的膜材，用该膜材代替现有的pet膜和pp膜，可达到健康环保的目的。


技术实现要素：

[0005]
本发明旨在解决上述现有技术中存在的技术问题，提出一种可降解的环保膜材，所述环保膜材不仅可降解，而且机械性能好，可代替传统的pet膜和pp膜在食品包装或电子产品保护方面的应用，而且所述环保膜材还可以二次加工回收利用，大大提高膜材的使用价值。
[0006]
本发明的另一目的在于提供这种可降解的环保膜材的制备方法。
[0007]
本发明的再一目的在于提供这种可降解的环保膜材的用途。
[0008]
为实现以上发明目的，本发明采用如下的技术方案：
[0009]
一种可降解的环保膜材，所述膜材依次包含至少一层的第一pla层、胶水层和第二pla层；其中，所述胶水层至少包括以下组分：甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管。
[0010]
在一个优选的实施方案中，所述膜材依次包含一层的第一pla层、胶水层和第二pla层；所述胶水层中，按重量份数计，包括甲苯24-27份、乙酸乙酯27-32 份、亚克力树脂44-46份、碳纳米管0.1-1份。
[0011]
在一个优选的实施方案中，所述碳纳米管为壳聚糖改性的碳纳米管，所述碳纳米管的粒度大小为150nm-500nm；优选为150-300nm。
[0012]
在一个具体的实施方案中，所述壳聚糖改性的碳纳米管的制备步骤如下：
[0013]
(1)向体积比为2-3:1的浓硫酸和浓硝酸混合溶剂中，加入碳纳米管，超声分散均匀后，加热至45-60℃，反应4-8h，过滤、洗涤并干燥，制备得到羧基化碳纳米管；
[0014]
(2)向乙醇溶剂中加入羧基化碳纳米管，超声分散均匀后加入氯化亚砜，加热至60-90℃，反应10-18h，过滤、洗涤并干燥，制备得到酰氯碳纳米管；
[0015]
(3)向乙醇溶剂中加入壳聚糖，缓慢滴加冰醋酸，直至壳聚糖溶解，再加入酰氯碳纳米管，加热至70-90℃，反应15-25h，除去溶剂、洗涤并干燥，制备得到壳聚糖改性的碳纳米管。
[0016]
在一个具体的实施方案中，所述胶水层由胶水固化得到；所述胶水的制备方法为：将一定重量份的甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管混合，然后在一定压力下进行过滤、静置，制得所述胶水。
[0017]
在一个优选的实施方案中，所述胶水制备过程中过滤的压力为2-3.5公斤；所述过滤用滤芯的孔径为0.05-0.15μm；所述胶水的固含量为29-31％。
[0018]
在一个具体的实施方案中，所述膜材的第一pla层和第二pla层相同，所述 pla层的厚度为0.01-0.1mm；所述膜材的厚度为0.02-0.25mm。
[0019]
本发明的另一方面，前述可降解的环保膜材的制备方法，包括以下步骤：
[0020]
(1)涂布：在第一pla薄膜层上涂布所述胶水，备用；
[0021]
(2)烘烤：将经过步骤(1)处理过的pla薄膜层进行烘烤，烘烤的过程依次经过7个温度段，7个温度段依次为80
±
5℃、90
±
5℃、110
±
5℃、120
±
5℃、100
±
5℃、 90
±
5℃、60
±
5℃，pla薄膜在每个温度段停留的时间为5-10秒，制得含有胶水层的pla薄膜；
[0022]
(3)压合：将步骤(2)中制得的含胶水层的pla薄膜的胶水层表面附上一层第二pla薄膜层，然后压合，制得所述膜材。
[0023]
在一个具体的实施方案中，所述步骤(1)中胶水的涂布量为0.1g-15g/cm2；所述步骤(2)中烘烤的具体过程为：将经过步骤(1)处理过的pla薄膜依次通过7个烘箱，7个烘箱的温度依次为80
±
5℃、90
±
5℃、110
±
5℃、120
±
5℃、100
±
5℃、90
±
5℃、60
±
5℃，每个烘箱的长度为3-5米，pla薄膜以30
±
3米/分钟的速度依次通过7个烘箱。
[0024]
在一个具体的实施方案中，所述步骤(3)中所述压合的压力为2.5-3.5公斤；优选地，步骤(3)中在胶水层表面附上一层pla薄膜之前，先对pla薄膜进行电晕处理，电晕处理的功率为3.0-4.0kw，处理的时间为1-30秒。
[0025]
本发明的再一方面，前述的环保膜材在食品包装或电子产品保护膜领域中的应用。
[0026]
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0027]
(1)本发明所述可降解的环保膜材通过一种特定的可降解胶水和pla薄膜的组合使用，使得最终压合制得的膜材在自然环境下可降解，对土壤、水和空气没有污染、十分环保。
[0028]
(2)本发明通过引入一层胶水层，胶水层中含有碳纳米管，优选是壳聚糖改性的碳纳米管，使得制得的环保膜材机械性能好，例如抗拉伸强度高，还不存在分散不佳、相容性
差的问题，解决了pla薄膜大范围推广应用的瓶颈问题。
[0029]
(3)本发明所述可降解的环保膜材的制备方法中，采用7个特定的温度段烘烤以及烘烤时间的选择，使得胶水固化，特别是加入了壳聚糖改性的碳纳米管，其中的胶水层在壳聚糖的亲水性作用下，与pla薄膜能十分紧密的结合，还不发生卷曲，制得的环保膜材平整、光滑，机械性能好，还有利于加速原始膜的降解。
[0030]
(4)本发明所生产的环保膜材不仅可降解，而且机械性能好，可代替传统的pet膜和pp膜在食品包装或电子产品保护方面的应用，而且未降解的所述膜材还可以二次加工回收利用，大大提高膜材的使用价值。
附图说明
[0031]
图1为本发明的可降解的环保膜材层状结构示意图。
[0032]
图2为基于本发明的保护膜生产系统及相关工艺路线的总体示意图。
[0033]
图3为涂布设备的主视结构示意图。
[0034]
图4为涂布设备的张紧力保持结构示意图。
[0035]
图5为涂布设备的涂布机构的结构示意图。
[0036]
图6为图4所示的a处放大的结构示意图。
[0037]
图7为涂布设备的涂布辊的结构示意图。
[0038]
其中，1-第二pla层、2胶水层、3第一pla层、100涂布设备、110第一卷辊、120第二卷辊、130薄膜本体、140涂布机构、141涂布辊、142辊轴、143 海绵刷、144出料孔、145刮料板、146进料管、147转动手柄、150张紧力保持机构、151连接杆、152第一转动杆、153第二转动杆、154活动杆、155弹簧套杆、156复位弹簧、160操作台、200烤箱、210温控单元、300压合设备、400 模切设备、440模切组件。
具体实施方式
[0039]
为了更好的理解本发明的技术方案，下面的实施例将对本发明所提供的方法予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明的权利要求范围内其他任何公知的改变。
[0040]
如图1所示，本发明的可降解的环保膜材，依次包含至少一层的第一pla (聚乳酸)层3、胶水层2和第二pla(聚乳酸)层1；所述第一pla层、第二 pla层可以是一层或多层，例如两层、三层及以上，优选为一层；同样，所述胶水层也可以刷一层或多层，多层胶水层例如可以等一层胶水烘干以后再刷一层，优选为一层胶水层。所述第一pla层和第二pla层可以是相同的pla薄膜，也可以是不同的pla薄膜，例如两者的厚度或者层数不同；优选地，所述第一 pla层和第二pla层为相同成分和厚度的pla薄膜，所述pla薄膜为未经改性的pla薄膜。
[0041]
其中，所述第一和/或第二pla层的厚度为0.01-0.1mm，所述膜材的厚度为 0.02-0.25mm，其中，所述pla薄膜层可由bopla(双向拉伸聚乳酸膜)构成。
[0042]
其中，所述胶水层为一种可降解的胶水，至少包括以下的组分制成：甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂(即聚甲基丙烯酸甲酯)、碳纳米管。优选的，所述胶水层中，按重量份数计，包括甲苯24-27份、乙酸乙酯27-32份、亚克力树脂44-46 份、碳纳米管0.1-1份。
[0043]
在一个较佳的实施例中，所述胶水层中，按重量份数计，包括甲苯24-27份、乙酸乙
酯27-32份、亚克力树脂44-46份、碳纳米管0.1-1份；其中，所述碳纳米管为壳聚糖改性的碳纳米管，所述碳纳米管的粒度大小为150nm-500nm；优选为150-300nm，例如包括但不限于150nm、160nm、180nm、200nm、250nm、 300nm等等。
[0044]
所述壳聚糖改性的碳纳米管，例如采用如下的步骤制备而来：
[0045]
(1)向体积比为2-3:1的浓硫酸和浓硝酸混合溶剂中，加入碳纳米管，超声分散均匀后，加热至45-60℃，反应4-8h，过滤、洗涤并干燥，制备得到羧基化碳纳米管；
[0046]
(2)向乙醇溶剂中加入羧基化碳纳米管，超声分散均匀后加入氯化亚砜，加热至60-90℃，反应10-18h，过滤、洗涤并干燥，制备得到酰氯碳纳米管；
[0047]
(3)向乙醇溶剂中加入壳聚糖，缓慢滴加冰醋酸，直至壳聚糖溶解，再加入酰氯碳纳米管，加热至70-90℃，反应15-25h，除去溶剂、洗涤并干燥，制备得到壳聚糖改性的碳纳米管。
[0048]
通过将碳纳米管进行壳聚糖改性，利用壳聚糖的多羟基、亲水性以及可生物降解等特性，改善胶水与pla薄膜之间的粘结性能，同时有利于原始pla薄膜的降解。
[0049]
作为所述的胶水层，由胶水固化(加热的方式固化)得到。所述胶水的制备方法为：将组分甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管混合，然后在压力下进行过滤，静置，制得所述胶水。其中，所述过滤压力为2-3.5公斤，优选为2.5-3.0 公斤。所述过滤为多次过滤，例如2-5次。所述过滤用的滤芯的孔径为0.05-0.15μm；优选为0.1μm。过滤后静置的时间为0.5-1小时，制得胶水的固含量(质量分数) 为29-31％。
[0050]
本发明的另一方面提供上述可降解的膜材的制备方法，包括以下步骤：
[0051]
(1)涂布：取pla薄膜，在pla薄膜上涂布上述胶水，备用；
[0052]
(2)烘烤：将经过步骤(1)处理过的pla薄膜进行烘烤，烘烤的过程依次经过7个温度段，7个温度段依次为80
±
5℃、90
±
5℃、110
±
5℃、120
±
5℃、100
±
5℃、 90
±
5℃、60
±
5℃，pla薄膜在每个温度段停留的时间为5-10秒，制得含胶水层的 pla薄膜；
[0053]
(3)压合：将步骤(2)中制得的含胶水层的pla薄膜的胶水层表面附上一层pla薄膜，然后压合，制得所述可降解的膜材。
[0054]
其中，步骤(1)中胶水的涂布量为0.1g-15g/cm2，优选的涂布量为0.5g-10g/cm2。步骤(1)中，在pla薄膜上涂布上述胶水时，对pla薄膜施加的张力为2.0-2.5 公斤。
[0055]
步骤(2)中烘烤的具体过程为：将经过步骤(1)处理过的pla薄膜依次通过7个烘箱，7个烘箱的温度依次为80
±
5℃、90
±
5℃、110
±
5℃、120
±
5℃、100
±
5℃、 90
±
5℃、60
±
5℃，每个烘箱的长度为3-5米，pla薄膜以30
±
3米/分钟的速度依次通过这7个烘箱。
[0056]
步骤(3)中，所述压合的压力为2.5-3.5公斤，优选的压合的压力为2.8-3.2 公斤。
[0057]
另外，步骤(3)中，在胶水层表面附上一层pla薄膜之前，先对pla薄膜进行电晕处理，电晕处理的功率为3.0-4.0kw，处理的时间为1-30秒。用电晕处理pla薄膜可明显提高pla薄膜与胶水层的附着力，进一步改善制得的膜材的机械性能。优选的，步骤(3)中，在胶水层表面附上一层pla薄膜的过程中，对 pla薄膜施加的张力为1.0-1.5公斤。采用本发明的制备的可降解的膜材，可应用在食品包装或电子产品保护膜领域中。
[0058]
作为上述可降解的膜材的生产装置系统，例如参照图2，保护膜生产装置系统可以包括：涂布设备100；与涂布设备100的输出端连接的多个烤箱200；与多个烤箱200的输出端连接的压合设备300。还可选地包括与压合设备300的输出端连接的模切设备400。所述多个
烤箱200的数量是7个。每个烤箱设有温控单元210，对于涂胶后的膜材进行至少7次不同温度段下的烘烤。7个温度段依次为80
±
5℃、90
±
5℃、110
±
5℃、120
±
5℃、100
±
5℃、90
±
5℃、60
±
5℃。模切设备400包括多个模切组件440。可选地，经过压合、模切处理后的保护膜例如还需要经过检测，才能得到最终的成品。
[0059]
参阅图3至7。在具体的实施方式中，保护膜生产系统的涂布设备包括，第一卷辊110，第一卷辊110的一侧设置有第二卷辊120，第一卷辊110和第二卷辊120上卷绕有薄膜本体130，第一卷辊110和第二卷辊120的中间位置设置有涂布机构140，涂布机构140的底部连接有张紧力保持机构150。涂布机构140 用于均匀向薄膜本体130涂料，张紧力保持机构150用于维持薄膜张紧力进而避免薄膜松弛。
[0060]
涂布机构140包括：涂布辊141、辊轴142、海绵刷143，涂布辊141错位设置于薄膜本体130的上方和下方，涂布辊141的弧形侧壁与薄膜本体130相贴合，辊轴142设置于涂布辊141两侧的侧壁，海绵刷143套接于涂布辊141上，通过涂布辊141的海绵刷143可以对薄膜本体130进行涂料。
[0061]
出料孔144均匀开设于涂布辊141的弧形外壁上，刮料板145设置于涂布辊 141内，通过出料孔144出料到海绵刷143上，进而进行涂料，通过刮料板145 对涂布辊141的内壁进行刮料。
[0062]
进料管146的一端穿过其中一个辊轴142与涂布辊141的内部相通，进料管 146的另一端贯通连接有抽料泵，通过进料管146可以进行进料或者通过抽料泵将涂布辊141内的余料进行抽出，便于换料。
[0063]
刮料板145的侧壁与涂布辊141的内壁相贴合，刮料板145为l型，便于连接转动手柄147。
[0064]
刮料板145的竖板一端连接有转动手柄147，刮料板145的竖板长度与涂布辊141的半径一致，使刮料板145转动的直径大小与涂布辊141的内径大小一致，方便刮料板145可以沿涂布辊141的内壁贴合刮料。
[0065]
张紧力保持机构150包括：连接杆151、第一转动杆152、第二转动杆153、活动杆154、弹簧套杆155、复位弹簧156，连接杆151固定套接于位于薄膜本体130下方设置的辊轴142的弧形外壁上，连接杆151的底部对称铰接有第一转动杆152，第一转动杆152的一端转动连接有第二转动杆153，两根第二转动杆 153的一端互相转动连接，两个第二转动杆153的连接处与活动杆154相铰接，活动杆154套接于弹簧套杆155上，复位弹簧156的两端分别与第一转动杆152 和第二转动杆153相连接，通过复位弹簧156和弹簧套杆155为位于薄膜本体 130下方的涂布辊141提供向上的支撑力，使薄膜本体130松弛时，弹簧套杆155 上顶活动杆154，提供第一步的支撑力，通过复位弹簧156伸张，使第一转动杆 152和第二转动杆153的角度扩大，驱动推动连接杆151上顶涂布辊141，进而使涂布辊141始终贴合薄膜本体130。
[0066]
张紧力保持机构150的下方设有操作台160，弹簧套杆155的底部安装于操作台160上，便于张紧力保持机构150的安装。
[0067]
因此，涂布设备在工作时通过第一卷辊110和第二卷辊120带动薄膜本体 130移动，薄膜本体130经过涂布机构140，使薄膜本体130上下方的涂布辊141 同时对薄膜本体130的两面进行刷料，通过海绵刷143对薄膜本体130进行刷料使涂料更加均匀，通过涂布辊
141转动刷料可以使位于涂布辊141内的料体转动搅拌，通过涂布辊141内设有刮料板145，使涂布辊141在转动过程中可以对位于涂布辊141内的料体起到搅拌作用，当需要清洗涂布辊141以便更换涂料时，可以通过转动手柄147转动刮料板145从而对涂布辊141的内壁进行刮料，便于清洁涂布辊141的内部，通过设有张紧力保持机构150，使薄膜在生产过程中，通过复位弹簧156和弹簧套杆155为位于薄膜本体130下方的涂布辊141提供向上的支撑力，使位于薄膜本体130下方的涂布辊141始终贴合薄膜本体130，避免因为薄膜松弛造成涂料不均匀，当只需要单面涂料时，可以不给位于薄膜本体 130下方的涂布辊141上料，使其仅仅提供张紧力调节的作用即可。例如可以包括：对输入的膜料进行上胶的涂布设备；与涂布设备的输出端连接的多个烤箱，每个烤箱设有温控单元；与多个烤箱的输出端连接的压合设备，其中，所述的多个温控单元的温度范围包括80
±
5℃、90
±
5℃、110
±
5℃、120
±
5℃、100
±
5℃、90
±
5℃、 60
±
5℃；其中，所述的涂布设备包括第一卷辊和第二卷辊，所述第一卷辊和所述第二卷辊上卷绕有薄膜本体，所述第一卷辊和所述第二卷辊的中间位置设置有涂布机构，所述涂布机构的底部连接有张紧力保持机构，使得所述涂布机构用于均匀向所述薄膜本体涂胶水，所述张紧力保持机构用于维持薄膜张紧力进而避免薄膜松弛。如此，通过改装置系统，可实现本发明膜材的胶水涂布、压合等工艺操作，制备得到本发明的可降解的环保膜材。
[0068]
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
[0069]
壳聚糖改性碳纳米管的制备
[0070]
(1)制备羧基化碳纳米管：向反应瓶中加入浓硫酸和浓硝酸混合溶剂，两者体积比为2.5:1再加入200nm的碳纳米管，超声分散均匀后，将反应瓶置于油浴锅中，加热至50℃，匀速搅拌反应5h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物各三遍，并在95℃充分干燥4h，制备得到羧基化碳纳米管。
[0071]
(2)制备酰氯碳纳米管：向反应瓶中加入乙醇溶剂和羧基化碳纳米管，超声分散均匀后加入氯化亚砜，两者质量比为1:30，将反应瓶置于油浴锅中，加热至 75℃，匀速搅拌反应14h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物各三遍，并在95℃充分干燥4h，制备得到酰氯碳纳米管。
[0072]
(3)制备壳聚糖改性碳纳米管：向反应瓶中加入乙醇溶剂和壳聚糖，缓慢滴加质量分数≥99.8％冰醋酸，匀速搅拌直至壳聚糖溶解，再加入酰氯碳纳米管，其中壳聚糖和酰氯碳纳米管的质量比为15:1，置于油浴锅中，加热至80℃，匀速搅拌反应20h，将溶液减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物各三遍，并在95℃充分干燥4h，制备得到壳聚糖改性碳纳米管。
[0073]
实施例1：可降解的环保膜材的制备
[0074]
一种可降解的环保膜材，依次含pla层、胶水层和pla层；胶水层中，按重量份数计，包括甲苯24份、乙酸乙酯27份、亚克力树脂46份、碳纳米管0.1 份。
[0075]
胶水的制备方法为：将组分甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管混合，然后在2公斤压力下进行过滤2次，过滤用的滤芯的孔径为0.1μm，静置0.5小时，制得胶水。
[0076]
pla层的厚度为0.01mm；膜材的厚度为0.04mm。
[0077]
上述可降解的环保膜材的制备方法，包括以下步骤：
[0078]
(1)涂布：取pla薄膜，在pla薄膜上涂布上述胶水，胶水的涂覆量为 0.2g/cm2，在pla薄膜上涂布上述胶水时，对pla薄膜施加的张力为2.0公斤，备用；
[0079]
(2)烘烤：将经过步骤(1)处理过的pla薄膜依次通过7个烘箱，7个烘箱的温度依次为82℃、92℃、112℃、122℃、102℃、92℃、62℃，每个烘箱的长度为4米，pla薄膜以30米/分钟的速度依次通过这7个烘箱，制得含胶水层的pla薄膜；
[0080]
(3)压合：将步骤(2)中制得的含胶水层的pla薄膜的胶水层表面附上一层pla薄膜，在胶水层表面附上一层pla薄膜之前，先对pla薄膜进行电晕处理，电晕处理的功率为3.5kw，处理的时间为5秒，然后压合，压合的压力为2.8公斤，制得可降解的环保膜材。
[0081]
实施例2：可降解的环保膜材的制备
[0082]
一种可降解的环保膜材，依次含pla层、胶水层和pla层；胶水层中，按重量份数计，包括甲苯25份、乙酸乙酯27份、亚克力树脂45份、碳纳米管0.4 份。
[0083]
胶水的制备方法为：将组分甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管混合，然后在3.0公斤的压力下进行过滤3次，过滤用的滤芯的孔径为0.1μm，静置0.5 小时，制得胶水。
[0084]
pla层的厚度为0.01mm，膜材的厚度为0.03mm。
[0085]
结合参照图1，上述可降解的环保膜材的制备方法，包括以下步骤：
[0086]
(1)涂布：取pla薄膜，在pla薄膜上涂布上述胶水，胶水的涂覆量为 0.3g/cm2，在pla薄膜上涂布上述胶水时，对pla薄膜施加的张力为2.2公斤，备用；
[0087]
(2)烘烤：将经过步骤(1)处理过的pla薄膜依次通过7个烘箱，7个烘箱的温度依次为80℃、90℃、110℃、120℃、100℃、90℃、60℃，每个烘箱的长度为4米，pla薄膜以28米/分钟的速度依次通过这7个烘箱，制得含胶水层的pla薄膜；
[0088]
(3)压合：将步骤(2)中制得的含胶水层的pla薄膜的胶水层表面附上一层pla薄膜(在胶水层表面附上一层pla薄膜的过程中，对pla薄膜施加的张力为1.5公斤)，在胶水层表面附上一层pla薄膜之前，先对pla薄膜进行电晕处理，电晕处理的功率为3.0kw，处理的时间为8秒，然后压合，压合的压力为2.8公斤，制得可降解的环保膜材。
[0089]
实施例3：可降解的环保膜材的制备
[0090]
一种可降解的环保膜材，依次含pla层、胶水层和pla层；胶水层中，按重量份数计，包括甲苯27份、乙酸乙酯27份、亚克力树脂44份、碳纳米管0.5 份。
[0091]
胶水的制备方法为：将组分甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管混合，然后在2.8公斤的压力下进行过滤2次，过滤用的滤芯的孔径为0.1μm，静置0.5 小时，制得胶水。
[0092]
pla层的厚度为0.01mm，膜材的厚度为0.03mm。
[0093]
上述可降解的环保膜材的制备方法，包括以下步骤：
[0094]
(1)涂布：取pla薄膜，在pla薄膜上涂布上述胶水，胶水的涂覆量为 0.5g/cm2，在pla薄膜上涂布上述胶水时，对pla薄膜施加的张力为2.2公斤，备用；
[0095]
(2)烘烤：将经过步骤(1)处理过的pla薄膜依次通过7个烘箱，7个烘箱的温度依次为78℃、88℃、108℃、118℃、98℃、88℃、58℃，每个烘箱的长度为4米，pla薄膜以32米/分钟的速度依次通过这7个烘箱，制得含胶水层的pla薄膜；
[0096]
(3)压合：将步骤(2)中制得的含胶水层的pla薄膜的胶水层表面附上一层pla薄膜(在胶水层表面附上一层pla薄膜的过程中，对pla薄膜施加的张力为1公斤)，在胶水层表面附上一层pla薄膜之前，先对pla薄膜进行电晕处理，电晕处理的功率为4kw，处理的时间为4
秒，然后压合，压合的压力为2.8公斤，制得可降解的环保膜材。
[0097]
实施例4：可降解的环保膜材的制备
[0098]
与实施例1相比，实施例4中胶水中的碳纳米管为制备的壳聚糖改性的碳纳米管，其余组分和制备方法与实施例1相同。
[0099]
实施例5：可降解的环保膜材的制备
[0100]
与实施例2相比，实施例5中胶水中的碳纳米管为制备的壳聚糖改性的碳纳米管，其余组分和制备方法与实施例2相同。
[0101]
实施例6：可降解的环保膜材的制备
[0102]
与实施例3相比，实施例6中胶水中的碳纳米管为制备的壳聚糖改性的碳纳米管，其余组分和制备方法与实施例3相同。
[0103]
对比例1
[0104]
与实施例1相比，对比例1中的胶水不含碳纳米管，其余组分和制备方法与实施例1相同。
[0105]
对比例2
[0106]
与实施例2相比，对比例2中膜材制备过程中的步骤(2)，7个烘箱的温度都为80℃，pla薄膜以28米/分钟的速度依次通过这7个烘箱；其余组分和制备方法与实施例2相同。
[0107]
对比例3
[0108]
与实施例3相比，对比例3中的步骤(3)对pla薄膜不进行电晕处理，其余组分和制备方法与实施例3相同。
[0109]
产品效果测试
[0110]
1.膜材降解性能测试
[0111]
取实施例1和实施例4制得的膜材与种过玉米的土壤按质量比为1:2的比例混合，然后置于温度为37℃，相对湿度为50％，氧气体积浓度为20％，自然光照的条件下放置1个月，2个月，3个月和4个月，5个月，6个月，分别称取每个月对应的膜材的降解率(例如3个月时的降解率(％)＝(膜材初始质量-3个月时的膜材剩余质量)/膜材初始质量*100％)，结果如表1所示。
[0112]
表1：膜材降解性能测试结果
[0113][0114]
从表1可以看出，本发明实施例1制得的膜材，在1个月时，降解率以达到 25.5％，4个月时，降解率达到85.3％，5个月时降解率达到90.9％，由此可见，本发明制得的环保膜材具有良好的降解率，在自然环境中降解也不污染土壤和空气。一般pla的降解率在6个月时
为90％，但本发明实施例1制得的膜材在5 个月就能达到90.9％的降解率，表明本发明采用的胶水与pla薄膜相互作用，可进一步加快pla薄膜的降解。特别是实施例4，优选地将胶水中碳纳米管改为壳聚糖改性的碳纳米管，降解率有了进一步提升，5个月降解率达到92.4％，6 个月时降解率达到96.3％，说明壳聚糖改性的碳纳米管，对胶水和pla层起到了协同作用，主要原因是壳聚糖含有大量亲水性基团，有助于pla薄膜的降解。由此可见，本发明制得的环保膜材具有良好的降解性能，十分环保。
[0115]
2.膜材机械性能测试
[0116]
取实施例1-6以及对比例1-3制得的膜材，在室温下静置10天后，在相同条件下测试其拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度(测试标准为gb/t1040.3)，结果如表2所示。
[0117]
表2：膜材机械性能测试结果
[0118][0119]
从表2可以看出，实施例1、4与对比例1相比，对比例1的胶水层未含有碳纳米管，制备得到的膜材机械性能大打折扣，拉伸强度和断裂伸长率仅为实施例的一半，差距明显，说明本发明结构的环保膜材，通过增加一层胶水层，显著改善了pla膜材的机械性能。
[0120]
实施例2、5与对比例2相比，对比例2的胶水层烘干未经过本发明的七个温度区间，结果最终压合得到的pla膜材机械性能也与实施例有很大差异，说明本发明方法的依次经过7个温度段烘烤步骤对胶水层的固化有特殊的功效，在对比例2恒定温度烘烤的条件下，得到的pla膜材机械性能差异明显。
[0121]
实施例3、6与对比例3相比，对比例3的pla薄膜不进行电晕处理，制备得到的膜材机械性能也有一定的劣势，说明用电晕处理pla薄膜可提高pla薄膜与胶水层的附着力，进一步改善制得的膜材的机械性能。
[0122]
本发明实施例1-6制得的环保膜材的机械性能良好，特别是拉伸强度和断裂伸长率明显成倍高于对比例1-3制得的膜材的拉伸强度和断裂伸长率。同时，实施例4-6与实施例1-3相比，优选对胶水中的碳纳米管进行壳聚糖改性，得到的膜材机械性能更好，这是因为壳聚糖的多羟基亲水性和交联作用可与pla发生作用，对本发明可降解环保pla膜材的机
械性能有一定的协同改善作用。
[0123]
综上，本发明实施例1-6制得的环保膜材能同时满足良好的降解性能和机械性能，具有良好的应用前景，可用于替代传统的pet膜和pp膜在食品包装或电子产品保护方面的应用。
[0124]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。