本发明属于包装
技术领域：
，具体涉及一种复合可降解塑料袋的制备方法。
背景技术：
：塑料袋是以塑料（常用塑料有聚丙烯、聚酯、尼龙等）为主要原料制成的袋子，是人们日常生活中必不可少的物品，常被用来装其他物品。因其廉价、重量极轻、容量大、便于收纳的优点被广泛使用，但又因为塑料袋降解周期极长、处理困难的缺点而被部分国家禁止生产和使用。自2008年6月1日起，在所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度，一律不得免费提供塑料购物袋，并在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋。常用的食品塑料袋多为聚乙烯薄膜制成，该薄膜无毒，故可用于盛装食品。还有一种薄膜为聚氯乙烯制成，聚氯乙烯本身也无毒性，但根据薄膜的用途所加入的添加剂往往是对人体有害的物质，具有一定的毒性。所以这类薄膜及由该薄膜做的塑料袋均不宜用来盛装食品。并且现有的聚乙烯塑料袋存在着耐油污性能差的缺陷。随着经济的发展，各行各业对塑料制品的市场需求不断上升，根据用途对塑料制品的性能均有特殊要求，如食品包装及作物储存均要求塑料制品有很高的气密性和耐液压性能，大型包装及容器对塑料制品的弹性、气密性、耐液压性能及拉伸强度均有很高的要求。目前常用的塑料制品多使用低密度聚乙烯薄膜制品。低密度聚乙烯薄膜一般采用吹膜和流延两种工艺制成。流延聚乙烯薄膜的厚度均匀，但由于价格较高，目前很少使用。吹膜聚乙烯薄膜是由吹膜机吹制而成的，成本较低，所以应用最为广泛。目前，为了满足客户的不同需要，对塑料薄膜制品的性能要求也越来越严格，单一的聚乙烯薄膜制品仍不能满足市场不断提高的性能需求。多层塑料制品蓬勃发展。如为了同时满足塑料制品的气密、液压和抗撕裂要求，在塑料制品中添加一层尼龙制品，虽然可以满足性能要求，但是添加尼龙材质则需要五层或7层共挤吹膜机，不仅影响塑料制品的厚度而且会严重影响生产效率，导致成本提高。塑料作为一种用途很广泛的材料，在极大便利了人们生活的同时，其不可分解的特性也造成了严重的环境问题。因此研究和生产可降解的塑料制品在国际上引起了高度重视。可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等，使其稳定性下降后较容易在自然环境中降解的塑料。粉塑料、淀粉可降解聚合物共混物和淀粉天然高分子共混物。目前现有的塑料袋还存在拉伸强度差、不耐撕裂，且在使用时拉伸强度和阻隔性能不好的缺点。因此，发明一种力学强度好且可降解性好的塑料袋低包装
技术领域：
是很有必要的。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前塑料袋存在拉伸强度差、不耐撕裂，降解速度慢，且在使用时拉伸强度和阻隔性能不好，聚乙烯塑料袋存在着耐油污性能差的缺陷，提供了一种复合可降解塑料袋的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：按重量份数计，称取自制可降解塑料基料、改性竹纤维、邻苯二甲酸二辛酯和对苯二胺混合造粒后挤出成型，制得复合可降解塑料袋；自制可降解塑料基料的制备：（1）量取质量分数为30%的硅酸钠溶液装入烧杯，用浓度为1mol/l盐酸调节ph至5.0～5.5，搅拌反应15～20min后加热升温，继续搅拌反应50～60min后过滤分离得到反应滤饼，即为纳米二氧化硅；（2）将柠檬精油和纳米二氧化硅混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入β-二亚胺锌络合物催化剂，催化剂加入完毕后，再向反应釜中通入二氧化碳直至反应釜中压力达到0.6～0.7mpa，保压反应24～36h，过滤分离得到保压反应滤渣，即为自制可降解塑料基料；改性竹纤维的制备：（1）称取竹篾平铺在地面，用石磙反复碾压解纤处理1～2h，碾压解纤处理结束后将解纤竹篾放入粉碎机中，粉碎30～40min后得到竹纤维粉碎物，再将竹纤维粉碎物和质量分数为10%的氢氧化钠溶液混合后放入蒸煮锅中，蒸煮；（2）待上述蒸煮完成后，过滤分离得到滤渣，将滤渣和质量分数为30%的乙醇溶液以及苯酚混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入质量分数为25%的氨水，加热升温至80～90℃，搅拌反应4～5h后过滤，分离得到反应滤渣；（3）将上述反应滤渣和乙烯基三甲氧基硅烷以及去离子水混合后装入烧杯中，用搅拌器以200～300r/min的转速搅拌反应1～2h，反应结束后，过滤分离得到滤饼，即为改性竹纤维。复合可降解塑料袋的制备中，按重量份数计，自制可降解塑料基料为60～70份、改性竹纤维为8～10份、邻苯二甲酸二辛酯为0.5～1.0份、对苯二胺为0.5～1.0份。自制可降解塑料基料的制备中，加热升温的温度为80～90℃。自制可降解塑料基料的制备中，柠檬精油和纳米二氧化硅的质量比为100:1，β-二亚胺锌络合物催化剂的加入量为柠檬精油质量的3%。改性竹纤维的制备中，竹纤维粉碎物和质量分数为10%的氢氧化钠溶液的质量比为1:10，蒸煮的温度为180～200℃，蒸煮的时间为3～5h。改性竹纤维的制备中，滤渣和质量分数为30%的乙醇溶液以及苯酚的质量比为5:50:1，质量分数为25%的氨水的加入量为苯酚质量的4～5%。改性竹纤维的制备中，反应滤渣和乙烯基三甲氧基硅烷以及去离子水的质量比为5:1:20。本发明的有益技术效果是：（1）本发明首先以竹篾为原料，经过石磙机械碾压解纤，再将解纤后的竹纤维粉碎并碱煮处理，将碱煮后的滤渣和苯酚在氨水的作用下反应，再经有机硅烷处理后得到改性竹纤维，接着利用硅酸钠和盐酸反应制备纳米二氧化硅，将纳米二氧化硅、柠檬精油在催化剂的作用下和二氧化碳反应生成可降解塑料基胶，最后将塑料基胶和改性竹纤维等混合制备得到复合可降解塑料袋，本发明首先以竹纤维为原料，通过高温碱煮的水热作用，使得半纤维素分离出有机酸，有机酸进一步促使纤维素水解，水解导致糠醛产生，接着再通过糠醛和苯酚在氨水的作用下发生聚合反应生成糠醛树脂，从而使得竹纤维树脂化，树脂化的竹纤维和塑料基体之间相容性提高，从而有效提高了塑料袋的机械强度，接着本发明利用有机硅烷对树脂化的竹纤维进一步处理，使得有机硅烷中的甲氧基和竹纤维表面的羟基反应生成硅醇键，硅醇键进一步水解产生硅羟基，从而得到表面含有硅羟基的改性竹纤维，接着本发明制备得到纳米二氧化硅，通过富含环氧柠檬烷的柠檬精油和二氧化碳在催化剂的作用下共聚，生成聚碳酸柠檬酯可降解塑料基料，并且此基料中由于纳米二氧化硅的引入，液带有大量硅羟基，最后将基料和改性竹纤维混合造粒的过程中，首先竹纤维可以呈无序状分布在塑料基料中，形成复杂的物理网络结构，这层物理网络结构可以作为应力传导的通道，起到分散应力的作用，从而提高了塑料袋的耐撕裂性能和拉伸强度，其次改性竹纤维表面的硅羟基和塑料基料中的硅羟基在造粒的过程中发生受热水解作用，从而产生了键能极大的si-o-si键，使得塑料袋内部内聚力提高，从而机械强度再一次提高，塑料袋的耐撕裂性能和拉伸强度得到改善，由于本发明可降解塑料基体具有和聚苯乙烯类似的性能，其耐油污性极佳，并且生物降解性好，降解时间短，具有广阔的应用前景。具体实施方式称取竹篾平铺在地面，用石磙反复碾压解纤处理1～2h，碾压解纤处理结束后将解纤竹篾放入粉碎机中，粉碎30～40min后得到竹纤维粉碎物，再将竹纤维粉碎物和质量分数为10%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后放入蒸煮锅中，在180～200℃下蒸煮3～5h；待上述蒸煮完成后，过滤分离得到滤渣，将滤渣和质量分数为30%的乙醇溶液以及苯酚按质量比为5:50:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入苯酚质量4～5%的质量分数为25%的氨水，加热升温至80～90℃，搅拌反应4～5h后过滤，分离得到反应滤渣；将上述反应滤渣和乙烯基三甲氧基硅烷以及去离子水按质量比为5:1:20混合后装入烧杯中，用搅拌器以200～300r/min的转速搅拌反应1～2h，反应结束后，过滤分离得到滤饼，即为改性竹纤维，备用；量取质量分数为30%的硅酸钠溶液装入烧杯，用浓度为1mol/l盐酸调节ph至5.0～5.5，搅拌反应15～20min后加热升温至80～90℃，继续搅拌反应50～60min后过滤分离得到反应滤饼，即为纳米二氧化硅；按质量比为100:1将柠檬精油和上述纳米二氧化硅混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入柠檬精油质量3%的β-二亚胺锌络合物催化剂，催化剂加入完毕后，再向反应釜中通入二氧化碳直至反应釜中压力达到0.6～0.7mpa，保压反应24～36h，过滤分离得到保压反应滤渣，即为自制可降解塑料基料；按重量份数计，称取60～70份上述自制可降解塑料基料、8～10份备用的改性竹纤维、0.5～1.0份邻苯二甲酸二辛酯和0.5～1.0份对苯二胺混合造粒后挤出成型，制得复合可降解塑料袋。实施例1改性竹纤维的制备：称取竹篾平铺在地面，用石磙反复碾压解纤处理1h，碾压解纤处理结束后将解纤竹篾放入粉碎机中，粉碎30min后得到竹纤维粉碎物，再将竹纤维粉碎物和质量分数为10%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后放入蒸煮锅中，在180℃下蒸煮3h；待上述蒸煮完成后，过滤分离得到滤渣，将滤渣和质量分数为30%的乙醇溶液以及苯酚按质量比为5:50:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入苯酚质量4%的质量分数为25%的氨水，加热升温至80℃，搅拌反应4h后过滤，分离得到反应滤渣；将上述反应滤渣和乙烯基三甲氧基硅烷以及去离子水按质量比为5:1:20混合后装入烧杯中，用搅拌器以200r/min的转速搅拌反应1h，反应结束后，过滤分离得到滤饼，即为改性竹纤维，备用；可降解塑料基料的制备：量取质量分数为30%的硅酸钠溶液装入烧杯，用浓度为1mol/l盐酸调节ph至5.0，搅拌反应15min后加热升温至80℃，继续搅拌反应50min后过滤分离得到反应滤饼，即为纳米二氧化硅；按质量比为100:1将柠檬精油和上述纳米二氧化硅混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入柠檬精油质量3%的β-二亚胺锌络合物催化剂，催化剂加入完毕后，再向反应釜中通入二氧化碳直至反应釜中压力达到0.6mpa，保压反应24h，过滤分离得到保压反应滤渣，即为自制可降解塑料基料；复合可降解塑料袋的制备：按重量份数计，称取60份上述自制可降解塑料基料、8份备用的改性竹纤维、0.5份邻苯二甲酸二辛酯和0.5份对苯二胺混合造粒后挤出成型，制得复合可降解塑料袋。实施例2改性竹纤维的制备：称取竹篾平铺在地面，用石磙反复碾压解纤处理1.5h，碾压解纤处理结束后将解纤竹篾放入粉碎机中，粉碎35min后得到竹纤维粉碎物，再将竹纤维粉碎物和质量分数为10%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后放入蒸煮锅中，在190℃下蒸煮4h；待上述蒸煮完成后，过滤分离得到滤渣，将滤渣和质量分数为30%的乙醇溶液以及苯酚按质量比为5:50:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入苯酚质量4%的质量分数为25%的氨水，加热升温至85℃，搅拌反应4.5h后过滤，分离得到反应滤渣；将上述反应滤渣和乙烯基三甲氧基硅烷以及去离子水按质量比为5:1:20混合后装入烧杯中，用搅拌器以250r/min的转速搅拌反应1.5h，反应结束后，过滤分离得到滤饼，即为改性竹纤维，备用；可降解塑料基料的制备：量取质量分数为30%的硅酸钠溶液装入烧杯，用浓度为1mol/l盐酸调节ph至5.2，搅拌反应17min后加热升温至85℃，继续搅拌反应55min后过滤分离得到反应滤饼，即为纳米二氧化硅；按质量比为100:1将柠檬精油和上述纳米二氧化硅混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入柠檬精油质量3%的β-二亚胺锌络合物催化剂，催化剂加入完毕后，再向反应釜中通入二氧化碳直至反应釜中压力达到0.6mpa，保压反应29h，过滤分离得到保压反应滤渣，即为自制可降解塑料基料；复合可降解塑料袋的制备：按重量份数计，称取65份上述自制可降解塑料基料、9份备用的改性竹纤维、0.7份邻苯二甲酸二辛酯和0.7份对苯二胺混合造粒后挤出成型，制得复合可降解塑料袋。实施例3改性竹纤维的制备：称取竹篾平铺在地面，用石磙反复碾压解纤处理2h，碾压解纤处理结束后将解纤竹篾放入粉碎机中，粉碎40min后得到竹纤维粉碎物，再将竹纤维粉碎物和质量分数为10%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后放入蒸煮锅中，在200℃下蒸煮5h；待上述蒸煮完成后，过滤分离得到滤渣，将滤渣和质量分数为30%的乙醇溶液以及苯酚按质量比为5:50:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入苯酚质量5%的质量分数为25%的氨水，加热升温至90℃，搅拌反应5h后过滤，分离得到反应滤渣；将上述反应滤渣和乙烯基三甲氧基硅烷以及去离子水按质量比为5:1:20混合后装入烧杯中，用搅拌器以300r/min的转速搅拌反应2h，反应结束后，过滤分离得到滤饼，即为改性竹纤维，备用；可降解塑料基料的制备：量取质量分数为30%的硅酸钠溶液装入烧杯，用浓度为1mol/l盐酸调节ph至5.5，搅拌反应20min后加热升温至90℃，继续搅拌反应60min后过滤分离得到反应滤饼，即为纳米二氧化硅；按质量比为100:1将柠檬精油和上述纳米二氧化硅混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入柠檬精油质量3%的β-二亚胺锌络合物催化剂，催化剂加入完毕后，再向反应釜中通入二氧化碳直至反应釜中压力达到0.7mpa，保压反应36h，过滤分离得到保压反应滤渣，即为自制可降解塑料基料；复合可降解塑料袋的制备：按重量份数计，称取70份上述自制可降解塑料基料、10份备用的改性竹纤维、1.0份邻苯二甲酸二辛酯和1.0份对苯二胺混合造粒后挤出成型，制得复合可降解塑料袋。对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是采用普通竹纤维代替本发明改性竹纤维。对比例2：河北某公司生产的复合可降解塑料袋。拉伸强度和断裂伸长率、撕裂强度测试按gb/t1039标准进行检测。氧气透过量测试按gb/t1038-2000标准进行检测。水蒸气透过量测试按gb/t1037标准进行检测。耐油污性能测试：将实施例和对比例中的塑料袋用于有油污的地方，一周后观察塑料袋表面粘附油污状态。表1：塑料袋性能测定结果检测项目实例1实例2实例3对比例1对比例2横向拉伸强度（mpa）13.1513.2013.258.6010.23横向断裂伸长率（%）155.2155.9156.8122.4135.1横向撕裂强度（kn/m）53.053.253.435.640.3纵向拉伸强度（mpa）13.7013.7813.898.9210.38纵向断裂伸长率（%）177.8178.2178.6143.6152.4纵向撕裂强度（kn/m）60.060.360.542.148.92个月后降解率（%）7073754052氧气透过量（cm3/m2·d·0.1mpa）0.230.230.220.580.40水蒸气透过率（g/m2·24h）0.370.360.350.560.42耐油污性表面有少量油污粘附表面基本无油污粘附表面基本无油污粘附表面大量油污粘附表面大量油污粘附综合上述，从表1可以看出本发明的复合可降解塑料袋拉伸强度高，断裂伸长率高，撕裂强度高，2个月后降解率高，降解速度快，氧气和水蒸气透过量低，阻隔性好，耐油污性好，具有广阔应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12