一种生物可降解塑料的制备方法与流程

本发明涉及环保可降解材料，具体涉及一种生物可降解塑料的制备方法。

背景技术：

1、塑料从诞生之日起，以其质轻、强度高、耐腐蚀等优良特性及低廉的价格迅速进人人类生活及工农业生产，并获得了广泛的应用。但随着塑料产量的迅速增长,废弃塑料的后处理及造成的环境污染越来越受到各国的关注。塑料垃圾造成的环境污染已成为全球性的问题。开发降解塑料是解决塑料污染的一个有效途。

2、随着人们的环保意识日益增强，环保可降解材料倍受欢迎。而生物塑料具有制造不用石油产品、使用后会自我分解等优点，即将代替传统塑料走入我们的生活。生物塑料指以淀粉等天然物质为基础在微生物作用下生成的塑料，它具有可再生性，因此十分环保。现有技术中，有人利用玉米淀粉和土豆淀粉为原料，现有技术利用双螺杆挤压机在一定的温度下通过螺杆对淀粉施加压力，使其中的蛋白发生改性，挤压成型为可降解性塑料；但上述方法制得的可降解塑料试件的具有拉伸强度低、耐候性不佳、综合性能不高等缺陷，其综合性能很难满足特殊塑料的需求。

3、在现有的可降解塑料研究中，run mingtao等通过熔融共混方法以超支化聚酰胺酯作成核剂对pbs进行成核改性，随超支化聚酰胺酯含量的增加，复合材料的冲击强度、储能模量、弹性略有增加，而tg略有降低。li jiwei等将空心玻璃微球填充到pbs中制备复合材料，随着空心玻璃微球含量的增加，复合材料的结晶速率、拉伸弹性模量和热稳定性提高，但结晶结构没有变化，当空心玻璃微球质量分数从5％增至20％时，复合材料储能模量和复数黏度值增加，而密度单调减少。

4、随着消费者对塑料产品偏好的逐渐转移，可再生环保材料受市场追捧热度不断升温，生物基塑料市场需求力度加大。我国一些科研单位对生物降解塑科已有研究和试用，但并末得到普通认识和形成大规模生产。基于上述陈述，本发明提出了一种生物可降解塑料及其制备方法。

技术实现思路

1、针对上述背景技术所述的问题，本发明目的在于提供一种生物可降解塑料的制备方法，在满足塑料试件实用要求的前提下，具有符合标准的可降解性。

2、为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：

3、一种生物可降解塑料，包括以下重量份的原料：

4、

5、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述混合塑料为pla与pbs的共混物，以百份计，其配比为pbs：pla为(65-85)：(15-35)。

6、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，其特征在于，所述pla的规格为：密度为1.24g/cm3，熔体流动速率为5g/10min(2.16kg，210℃)；pbs的规格为：1.26g/cm3，熔体流动速率为25g/10min(2.16kg，210℃)。

7、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述棉短绒长度为3.0±1.0mm，直径为20-30um；所述改性亚麻纤维的长度为5.0±1.0mm，直径为15-25um，所述改性亚麻纤维是由亚麻纤维浸渍在氧化石墨烯水溶液后干燥所得。

8、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述降解助剂为头孢菌素、淀粉和草木灰的混合物，其质量比为1:1:1。

9、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述生物可降解塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10、s1、原材料准备

11、将pla与pbs分别进行低温干燥，而后在密炼机中进行熔融共混；同时将棉短绒、改性亚麻纤维、蒙脱石粉进行低温干燥；

12、s2、预共混密炼

13、将pla与pbs按照一定的质量比进行共混，在密炼机中熔融共混10-20min，共混温度190℃，转速80r/min，停机卸料后，得到预混原料；

14、同时，将棉短绒、改性亚麻纤维、蒙脱石粉按照使用量均等分为相同的份数，并放置在相同的容器中，得到预混填料；

15、s3、生物可降解塑料制备

16、将预混原料均等分成与预混填料份数的两倍，通过同向旋转双螺杆挤出机进行熔融共混挤出、造粒、干燥，制得生物可降解塑料。

17、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，步骤s1所述的低温干燥为在50-70℃条件下干燥8-24h。

18、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，步骤s3中，首次的预混原料与预混填料的物料添加顺序为“预混原料-棉短绒-预混原料-蒙脱石粉-改性亚麻纤维”。

19、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，步骤s3中，预混原料与预混填料的熔融共混挤出、造粒、干燥工序，循环至少三次后进行注塑成型。

20、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，步骤s3中，所述双螺杆挤出机的各段工作温度为190-280℃，螺杆转速为230-300r/min。

21、与现有技术相比，本发明的技术方案获得了如下有益效果：

22、本发明公开一种生物可降解塑料及其制备方法，是利用混合塑料基体的可降解性，以及棉短绒、改性亚麻纤维等填料的生物可降解性能，使得塑料整体具有可生物降解性；同时，棉短绒、改性亚麻纤维以及蒙脱石粉加强了混合塑料基体的力学性能；降解助剂包括头孢菌素、淀粉和草木灰，在塑料成型过程中，有助于填料与基体的界面结合性，进而提升了本发明生物可降解塑料的稳定性；在该塑料进行掩埋处理时，降解助剂首先在环境中进行热解、提高土壤有机氮含量，为细菌提供一个良好的环境，进而加快塑料的生物降解。

23、应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本发明主题公开的一部分。

24、从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

技术特征：

1.一种生物可降解塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的一种生物可降解塑料，其特征在于，所述混合塑料为pla与pbs的共混物，以百份计，其配比为pbs：pla为(65-85)：(15-35)。

3.根据权利要求2所述的一种生物可降解塑料，其特征在于，所述pla的规格为：密度为1.24g/cm3，熔体流动速率为5g/10min(2.16kg，210℃)；pbs的规格为：1.26g/cm3，熔体流动速率为25g/10min(2.16kg，210℃)。

4.根据权利要求1所述的一种生物可降解塑料，其特征在于，所述棉短绒长度为3.0±1.0mm，直径为20-30um；所述改性亚麻纤维的长度为5.0±1.0mm，直径为15-25um，所述改性亚麻纤维是由亚麻纤维浸渍在氧化石墨烯水溶液后干燥所得。

5.根据权利要求1所述的一种生物可降解塑料，其特征在于，所述降解助剂为头孢菌素、淀粉和草木灰的混合物，其质量比为1:1:1。

6.一种如权利要求1-5任一项所述生物可降解塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述一种生物可降解塑料的制备方法，其特征在于，步骤s1所述的低温干燥为在50-70℃条件下干燥8-24h。

8.根据权利要求6所述一种生物可降解塑料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，首次的预混原料与预混填料的物料添加顺序为“预混原料-棉短绒-预混原料-蒙脱石粉-改性亚麻纤维”。

9.根据权利要求8所述一种生物可降解塑料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，预混原料与预混填料的熔融共混挤出、造粒、干燥工序，循环至少三次后进行注塑成型。

10.根据权利要求6所述一种生物可降解塑料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述双螺杆挤出机的各段工作温度为190-280℃，螺杆转速为230-300r/min。

技术总结
本发明提供的一种生物可降解塑料的制备方法，是利用混合塑料基体的可降解性，以及棉短绒、改性亚麻纤维等填料的生物可降解性能，使得塑料整体具有可生物降解性；同时，棉短绒、改性亚麻纤维以及蒙脱石粉加强了混合塑料基体的力学性能；降解助剂包括头孢菌素、淀粉和草木灰，在塑料成型过程中，有助于填料与基体的界面结合性，进而提升了本发明生物可降解塑料的稳定性；在该塑料进行掩埋处理时，降解助剂首先在环境中进行热解、提高土壤有机氮含量，为细菌提供一个良好的环境，进而加快塑料的生物降解。

技术研发人员：沈福林,欧松
受保护的技术使用者：浙江大晋新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15