一种生物基降解阻隔复合式包装膜的机理与制备方法与流程

文档序号:15289320发布日期:2018-08-29 00:33阅读:269来源:国知局

本发明属于降解膜技术领域,尤其涉及一种生物基降解阻隔复合式包装膜的机理与制备方法。



背景技术:

随着经济的飞速发展,人们对环境的破坏日益严重,尤其是不可降解的塑料,被人们随意乱丢后,由于不易被土壤微生物降解,长期留存在土壤内,给生态环境造成了严重的污染。一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用,传统的处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体,污染环境;掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解,也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中,阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收,使土壤透气性降低,导致农作物减产;动作食用残弃的塑料膜后,会造成肠梗阻而死亡;流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害,因此提倡绿色消费与加强环境保护势在必行。

为了减少白色污染,保护生态环境,人们开始对可降解的塑料进行研究,研究的第一代降解塑料为可降解塑料,这种可降解塑料在原有原料的基础上添加了一小部分的可降解母料或淀粉基原料,其大部分是不能进行降解的,也不利于塑料的回收与再造;研究的第二代降解塑料为完全生物降解塑料,利用微生物合成材料、天然高分子材料和合成高分子材料等技术进行制造。

随着社会的发展,降解阻隔复合式包装膜的使用越来越频繁,其生产量也越来越大,目前,传统的制造生物降解塑料的方法主要为先将各种原料按照一定的配比称重,然后通过高速混合机搅拌均匀,再通过造粒机进行造粒,最后经吹膜机吹膜成型,整个加工流程使用的设备较多,工艺比较繁琐,增加了使用设备的成本。



技术实现要素:

本发明提供一种生物基降解阻隔复合式包装膜的机理与制备方法,其特征在于:

包括原料、配重混合设备、造粒机、吹膜机,所述配重混合设备与输送机连接,所述输送机与造粒机连接,所述造粒机与吹膜机连接;

所述配重混合设备包括支架、筒体、进料斗、称重传感器,所述支架安装在称重传感器上,所述筒体安装在支架上,所述筒体内底面为倾斜面,所述筒体内横向安装有转轴,所述转轴一端穿过筒体侧面与电机连接,所述转轴上安装有搅拌叶,所述搅拌叶的长度不同,所述筒体上面安装环形托架,所述环形托架上架有进料斗,所述进料斗内固定有下筛板,所述下筛板上面放置有上筛板,所述上筛板与下筛板的筛孔位置相对应,所述上筛板上面安装有竖直杆,所述竖直杆上安装有弹簧销,所述弹簧销横穿竖直杆,所述进料斗内侧面设有凹槽,所述凹槽有两个,所述两个凹槽位于同一圆周线且呈一定夹角,所述弹簧销的端头插在其中一个凹槽内。

所述筒体底部侧面安装有出料管。

所述称重传感器与称重仪表连接。

所述出料管上安装有阀门。

所述原料包括5-25%聚乳酸、43-48%聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇酯、15-30%聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯、0-30%木薯淀粉、1-2%生物基耦合剂、0.5-2%反应型增容剂、0.5-1%生物基爽滑剂。

本发明的有益效果为:

1本技术方案使用配重混合设备,将称重与混合使用同一设备完成,去掉了称重器与高速混合机的使用,减少了工艺流程与设备数量和成本。

2通过使筒体内底面为斜面方便使得原料从出料管卸出,同时,搅拌叶的长度不同,来适应筒体倾斜的内底面,使得搅拌混合效果更好。

3通过设置称重传感器可以对进入筒体内的原料称重,原料的重量可以显示在称重仪表上。

4本技术方案设置了上筛板,通过转动上筛板,来使上筛板与下筛板的筛孔对应与否,以此来控制卸料与否,避免卸料过多,影响原料配比。

5本技术方案设置了弹簧销,通过拉动弹簧销可以将弹簧销的端头从凹槽内移出,从而可以转动上筛板,再将弹簧销的端头安插在另一个凹槽内,固定住上筛板。

附图说明

图1为本发明流程示意图;

图2为本发明配重混合设备剖视图;

图3为本发明进料斗剖视图;

图4为本发明配重混合设备与输送机位置关系示意图;

图中:配重混合设备-1、支架-1-1、称重传感器-1-2、筒体-1-3、转轴-1-4、电机-1-5

搅拌叶-1-6、环形托架-1-7、进料斗-1-8、下筛板-1-9、上筛板-1-10、筛孔-1-11

竖直杆-1-12、弹簧销-1-13、凹槽-1-14、出料管-1-15、称重仪表-1-16、输送机-2

造粒机-3、吹膜机-4。

具体实施方式

实施例1

一种生物基降解阻隔复合式包装膜的机理与制备方法,包括原料、配重混合设备、造粒机、吹膜机,配重混合设备与输送机连接,输送机与造粒机连接,造粒机与吹膜机连接;

原料包括5-25%聚乳酸、43-48%聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇酯、15-30%聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯、0-30%木薯淀粉、1-2%生物基耦合剂、0.5-2%反应型增容剂、0.5-1%生物基爽滑剂;

配重混合设备1包括支架1-1、筒体1-3、进料斗1-7、称重传感器1-2,称重传感器1-2上安装有支架1-1,支架上安装有筒体1-3,筒体内底面为倾斜面,转轴1-4横向安装在筒体内,转轴一端穿过筒体侧面与电机1-5连接,搅拌叶1-6安装在转轴1-4上,搅拌叶1-6的长度不同,筒体上面安装环形托架1-7,筒体上面安装有进料斗1-8,下筛板1-9固定安装在进料斗1-8内,上筛板1-10放置在下筛板上面,上筛板与下筛板的筛孔位置相对应,上筛板上面安装有竖直杆1-12,弹簧销1-13横穿竖直杆,进料斗1-8内侧面设有凹槽1-14,凹槽有两个,两个凹槽位于同一圆周线且呈一定夹角,弹簧销1-13的端头插在其中一个凹槽内,出料管1-15安装在筒体1-3底部,称重传感器1-2与称重仪表1-16连接。

实施例2

制备时,先将一种原料放进进料斗1-8内,同时观察称重仪表1-16的示数,当达到所需的重量时,将弹簧销1-13的端头从凹槽1-14内拔出,转动上筛板1-10,使得上筛板的筛孔与下筛板1-9的筛孔不对应,停止卸料,然后松开弹簧销1-13,弹簧销的端头安插在另一个凹槽内,固定住上筛板,将进料斗1-8连同上筛板取下,把剩下的原料倒掉,再将进料斗与上筛板安装在环形托架1-7上,装上新的原料,依次循环,直到将所需的原料按合理配重装进筒体1-3内。电机带动转轴1-4与搅拌叶1-6转动,对原料进行混合,混合好的原料从出料管1-15卸出到输送机2内,输送机将原料输送到造粒机3内,造粒机3对原料进行造粒,最后经吹膜机4吹成膜。

实施原理:

生物基可控全降解塑料根据原材料分,可以分为淀粉类,聚酯类和其他类,本技术方案为聚酯类,聚乳酸(pla)也称聚丙交酯,属于聚酯家族,其结构式为(-o-chch3-co-)n。

聚乳酸最主要的两种聚合方法是直接聚合法和开环聚合法。直接聚合法是典型的缩聚反应。利用乳酸的活性,通过加热,乳酸分子间发生脱水缩合反应,获得聚乳酸。直接聚合法生产工艺简单,生产成本低,不需要分离反应的中间体。但聚乳酸的分子量较低,分子量分布较广,性能差。丙交酯开环聚合法采用两步法生产聚乳酸。首先由乳酸脱水环化制得丙交酯,然后再由精制过的丙交酯开环聚合制成聚乳酸。开环聚合法制得的聚乳酸物理力学性能较好,该法的生产成本比直接聚合法高。

聚乳酸的降解分为简单水解(酸碱催化)和酶催化水解降解。聚乳酸的主要降解方式为本体侵蚀。疏水性的聚合物通过主链上不稳定键(c-o键)的水解变成低相对分子量、水溶性分子和单体,然后在酶的作用下进一步降解为水和二氧化碳。聚乳酸的降解首先是非晶区的水解,其次是晶区。水解反应会因羧基的存在而加快。聚乳酸内部存在自催化作用,内部降解的速度比表面的快。在降解开始时,基质中酯键的水解是各向同性的。在降解过程中,端羧基对水解起催化作用。随着降解的进行,端羧基量增加,降解速率加快。

试验过程:

水蚤急性毒性试验

1.试验概述

水蚤急性毒性试验用生物基堆肥和标准堆肥作对比试验,检测含有生物基降解塑料的降解堆肥对水蚤的毒性影响。生物基降解塑料经过聚酯降解后通常含有各种代谢产物、部分未降解完全的产物和无机物。降解堆肥的毒性可用水蚤在降解堆肥和标准堆肥中的成活率来衡量。

2.试验规范

本试验采用经合组织的oecd化学物试验准则#202“水蚤类生物活性试验和繁殖试验”。

3.试验步骤

(1)堆肥洗出液用1份堆肥和4份水,经60oc加热2小时,制得。将此液体的稀释系数定为4。

(2)稀释浓度确定试验用稀释系数为4,8,16,32,64稀释液。

(3)试管中装入20ml稀释液体,放入5条水蚤,每个试验4个重复。

(4)试验温度为18~22oc。避光。

(5)24小时后检测水蚤的成活率。如水蚤已死,或躺着底部,在10秒钟观察期不活动,也认为已死。

(6)若在标准新鲜的水中,水蚤的死亡率超过10%,试验无效。需重新试验。

稀释浓度确定预试验的结果为:

标准新鲜水:成活率100%标准堆肥4:成活率30%

标准堆肥8:成活率70%标准堆肥16:成活率100%

标准堆肥32:成活率100%标准堆肥64:成活率100%

试验稀释浓度的选择为4~20。如4,8,12,16,20,试验进行24小时。根据试验结果显示各种降解堆肥稀释液对水蚤的成活率没有显著的不利影响。当稀释浓度为4x和8x的降解堆肥稀释液,水蚤的成活率大于对应的标准堆肥稀释液。

以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围,凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内

以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围,凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

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