一种生物质塑料薄膜及其制备方法

本发明属于塑料薄膜材料领域，具体涉及一种生物质塑料薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、薄膜材料作为塑料中的一大类，在现代的塑料工业制品中起到了至关重要的作用。除此之外，薄膜塑料因具有质轻耐用、价格低廉等优势，被广泛应用于人们日常生活的各个领域。

2、但现阶段应用较为广泛的为石油基薄膜材料，而石油基薄膜材料对环境的危害较大，这对国内外政府在节能减排的相关政策方面造成了极大的困扰。比如，塑料薄膜在土壤中埋置后，很难自然分解，从而极大地影响了土壤的渗透性，妨碍了作物和植物的正常生长；在燃烧废旧薄膜塑料的过程中，会排放出大量的有毒气体，它们是全球气候变化和废旧塑料薄膜污染等环境问题的主要根源。

3、因此，开发一种绿色无毒、可降解塑料薄膜从而代替传统薄膜材料，将对建设环境友好型社会，可持续发展具有重要意义。

技术实现思路

1、基于上述技术背景，本发明的主要目的在于提供一种生物质塑料薄膜及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明第一方面在于提供一种生物质塑料薄膜，所述生物质塑料薄膜主要由以下重量份数的原料制得：壳聚糖0.5～2重量份、酪蛋白0.5～1.5重量份、单宁0.3～0.8重量份、棕榈蜡0.1～0.5重量份。

4、优选地，所述生物质塑料薄膜由以下重量份数的原料制得：壳聚糖1～1.5重量份、酪蛋白0.8～1.2重量份、单宁0.4～0.7重量份、棕榈蜡0.1～0.3重量份。

5、更优选地，所述生物质塑料薄膜主要由以下重量份数的原料制得：壳聚糖1.2重量份、酪蛋白1重量份、单宁0.5重量份、棕榈蜡0.2重量份。

6、本发明第二方面在于提供一种制备本发明第一方面所述生物质塑料薄膜的方法，所述方法包括以下步骤：

7、步骤1、将壳聚糖溶于冰醋酸中进行老化，得到壳聚糖溶液，将酪蛋白溶于水中进行老化，得到酪蛋白水溶液；

8、步骤2、将单宁溶于水中搅拌均匀，然后加入酪蛋白水溶液进行搅拌，得到第一混合液；

9、步骤3、将棕榈蜡升温熔化，然后加入壳聚糖溶液进行搅拌，得到第二混合液；

10、步骤4、将第一混合液和第二混合液混合后搅拌均匀，然后加入丙三醇搅拌均匀，最后置于模具中成膜，即得生物质塑料薄膜。

11、优选地，步骤1中，所述壳聚糖与冰醋酸的质量比为1.2：(0.37～0.56)；

12、将壳聚糖溶于冰醋酸中于室温老化20～30h。

13、所述酪蛋白与水的质量比为1:(16～24)；

14、将酪蛋白溶于水中于室温老化20～30h。

15、优选地，步骤2中，所述单宁和水的质量比为1:(32～56)；

16、将单宁溶于水中搅拌均匀后，加入氯化钙继续搅拌5～20min。

17、所述氯化钙与单宁的质量比为1:(0.9～1.2)；

18、加入酪蛋白水溶液升温至40～60℃搅拌20～40min。

19、优选地，步骤3中，将棕榈蜡升温至90～100℃熔化；

20、向熔化后的棕榈蜡中加入壳聚糖溶液于60～80℃搅拌20～40min。

21、优选地，步骤4中，将第一混合液和第二混合液于60～80℃搅拌20～40min；

22、然后加入丙三醇继续搅拌5～20min，丙三醇与壳聚糖的质量比为(0.3～0.7)：1。

23、本发明所具有的有益效果：

24、(1)本发明所述生物质塑料薄膜以来自植物的单宁、来自海鲜外壳及海洋废弃物中获得的壳聚糖、来自哺乳动物酪蛋白、来自巴西棕榈树的棕榈蜡为主要原料，原材料全部为生物质材料，具有可再生、价格低廉、可生物降解的优点，绿色环保；所述生物质塑料薄膜可以减少石化资源的使用，减少二氧化碳的排放，从而减少对环境造成的污染，并提高树皮下脚料和海洋废弃物资源的利用率。

25、此外，本发明所述生物质塑料薄膜兼具良好的拉伸强度和断裂伸长率，同时具有良好的抗紫外光、疏水性和可生物降解性能。

26、(2)本发明所述生物质塑料薄膜的制备方法以单宁、壳聚糖、酪蛋白为主要原料，通过反应制备了壳聚糖基可降解生物质塑料薄膜，再通过加入棕榈蜡对塑料薄膜进行疏水处理，最后在室温下脱模成型。本发明所述生物质塑料薄膜符合现代薄膜塑料向环境友好型方向发展的趋势，具有良好的开发应用前景。对利用单宁和壳聚糖制备环境友好型塑料薄膜的研究有重要意义，为单宁在塑料薄膜领域的工业化利用奠定基础。

技术特征：

1.一种生物质塑料薄膜，其特征在于，所述生物质塑料薄膜主要由以下重量份数的原料制得：壳聚糖0.5～2重量份、酪蛋白0.5～1.5重量份、单宁0.3～0.8重量份、棕榈蜡0.1～0.5重量份。

2.根据权利要求1所述的生物质塑料薄膜，其特征在于，所述生物质塑料薄膜由以下重量份数的原料制得：壳聚糖1～1.5重量份、酪蛋白0.8～1.2重量份、单宁0.4～0.7重量份、棕榈蜡0.1～0.3重量份。

3.根据权利要求2所述的生物质塑料薄膜，其特征在于，所述生物质塑料薄膜主要由以下重量份数的原料制得：壳聚糖1.2重量份、酪蛋白1重量份、单宁0.5重量份、棕榈蜡0.2重量份。

4.一种制备权利要求1至3之一所述生物质塑料薄膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中，

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中，

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2中，

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2中，

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3中，

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4中，

技术总结
本发明属于塑料薄膜材料领域，具体涉及一种生物质塑料薄膜及其制备方法。所述生物质塑料薄膜主要由以下重量份数的原料制得：壳聚糖0.5～2重量份、酪蛋白0.5～1.5重量份、单宁0.3～0.8重量份、棕榈蜡0.1～0.5重量份。本发明采用的原料均为生物质可再生、可降解材料，价格低廉、绿色环保，不仅可以减少环境污染，还可提高废料的利用率。所述生物质塑料薄膜兼具良好的拉伸强度和断裂伸长率，同时具有良好的抗紫外光、疏水性和可生物降解性能，符合现代薄膜塑料向环境友好型方向发展的趋势，具有良好的开发应用前景。此外，该生物质塑料薄膜的制备方法简单，可用于工业化大规模生产。

技术研发人员：张俊,徐旋,周晓剑,杜官本,邓书端
受保护的技术使用者：西南林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17