專利名稱：以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物降解材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可降解橡塑膜及其制備方法。

背景技術(shù)：
以農(nóng)業(yè)植物資源，制成可降解材料來作為替代塑料包裝制品的主要原材料，使農(nóng)業(yè)植物材料成為新的替代石油基資源，不但使農(nóng)業(yè)植物具有了新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，減少對(duì)有限資源的使用浪費(fèi)(如石油)，而且也為治理因大量使用塑料包裝制品而帶來的環(huán)境“白色污染。
從生物降解材料的開發(fā)技術(shù)上講，以天然高分子材料及聚合衍生物為主要原料，生產(chǎn)具有超塑性功能的降解材料是當(dāng)前生物降解材料研究的主要方向。目前較為常見的有以下三類 1、填充型淀粉降解塑料對(duì)聚乙烯的研究表明，當(dāng)聚乙烯大分子降解成分子量低于500的低聚物后，可被土壤中的微生物吸收降解，具有較好的環(huán)境安全性。因此，將淀粉或者可降解高分子材料、加入增塑劑等引入到通常的聚乙烯塑料中，以達(dá)到所謂的“生物崩解性”，是目前填充型淀粉降解塑料的代表，但實(shí)際大多數(shù)情況下，此類材料中只有淀粉可以降解，而其中的聚乙烯等在自然環(huán)境下是很難被微生物分解的。我國在80年代中期便開始這種可降解塑料的研究，現(xiàn)在的結(jié)果表明這種填充型的降解塑料在自然環(huán)境中并不能全部降解，同時(shí)使用性能上也不能滿足要求。
2、可生物降解的化學(xué)合成聚酯類降解塑料及微生物合成的可降解聚合物其中微生物合成的可降解聚合物包括聚乳酸(PLA)、聚羥基烷基醇酯、聚(β-蘋果酸酯)等，人工合成的可降解聚合物包括聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚α-羥基酸酯類、聚己內(nèi)酯(PCL)等。近年來，在發(fā)達(dá)國家以完全生物降解塑料的研發(fā)最為活躍，目前國外的降解產(chǎn)品主要是完全生物降解塑料，這將是今后中長期的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。但此類可降解材料因材料制備工藝較為復(fù)雜，加工成本高，導(dǎo)致材料價(jià)格昂貴，同時(shí)缺乏對(duì)其他可再生資源的綜合利用，在市場應(yīng)用方面并不能廣泛的替代塑料。
3、天然高分子型天然高分子材料及衍生物，如淀粉、纖維素、甲殼素、普魯藍(lán)等，但天然高分子塑料由于存在著材料直接加工困難(一般多采用流延法成膜)，膜有耐候性差、強(qiáng)度不高、膜質(zhì)不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，至今尚未達(dá)到實(shí)用化階段。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜及其制備方法，該方法制備的可降解橡塑膜具有成本低、又可生物降解的特點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜，其特征在于它由植物皮殼、植物纖維、植物粉末、高分子聚合物、增容增塑劑和功能性助劑原料制備而成；各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為植物皮殼5-15％、植物纖維4-10％、植物粉末30-70％、高分子聚合物3-7％、增容增塑劑17-40％、功能性助劑1-5％； 所述的植物皮殼為棉籽殼、糠殼、花生殼、玉米皮、毛豆角皮、柑橘皮中的任意一種或任意二種以上(含二種，以下相同)的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比； 所述的植物纖維為劍麻、稻草、桔桿、蘆葦桿中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比； 所述的植物粉末為木薯粉、魔芋粉、紅薯粉、馬鈴薯粉、地瓜干粉、玉米渣、干豆渣中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比； 所述的高分子聚合物為松香、蟲膠、瓜爾豆膠、馬來樹膠、槐豆膠、聚乙烯醇、聚乳酸中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比； 所述的增容增塑劑為馬來酸酐、乙二醇、檸檬酸酯、甘油、聚乙二醇、聚丙二醇、三乙酸甘油酯、硬脂酸、單硬脂酸甘油脂中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比； 所述的功能性助劑為去味劑、防蟲劑、防腐劑、消泡劑中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比。
所述的去味劑為環(huán)糊精、L-抗壞血酸中的任意一種或二種的混合，二種混合時(shí)為任意配比。
所述的防蟲劑為芳樟油、殺蟲菊中的任意一種或二種的混合，二種混合時(shí)為任意配比。
所述的防腐劑為苦瓜素、果膠中的任意一種或二種的混合，二種混合時(shí)為任意配比。
所述的消泡劑為聚乙二醇醚、二甲基硅油中的任意一種或二種的混合，二種混合時(shí)為任意配比。
上述的以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜的制備方法，其特征在于它包括如下步驟 1)原料選取按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為植物皮殼5-15％、植物纖維4-10％、植物粉末30-70％、高分子聚合物3-7％、增容增塑劑17-40％、功能性助劑1-5％，選取植物皮殼、植物纖維、植物粉末、高分子聚合物、增容增塑劑和功能性助劑原料，備用； 2)原料預(yù)處理將植物皮殼置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至300目過篩備用；將植物纖維置于纖維粉碎機(jī)中，粉碎粒徑至200目過篩備用；將植物粉末置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至500目過篩備用；將增容增塑劑置于可溫控的攪拌罐中，在60-70℃溫控下，攪拌3-5分鐘備用； 3)植物皮殼、植物纖維類材料的增容增塑①從增容增塑劑總量中選取部分增容增塑劑部分增容增塑劑按植物皮殼和植物纖維的重量與部分增容增塑劑的重量比例為1∶0.7-1∶1，選?。虎趯㈩A(yù)處理后的植物皮殼、植物纖維、部分增容增塑劑依次置于帶加溫隔層的懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)中共混，共混反應(yīng)溫度為80-95℃，時(shí)間為30分鐘，得油性膠糊狀共混體，備用； 4)高溫高壓反應(yīng)將植物粉末、高分子聚合物、剩余的增容增塑劑置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的壓力、溫度、時(shí)間分別控制為壓力0.2-0.4MP、溫度110-120℃、時(shí)間30-50分鐘，得反應(yīng)物料，備用； 5)將4)步驟所得的反應(yīng)料置于具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)中，開啟恒溫復(fù)合混合機(jī)調(diào)節(jié)為低速檔，在此低速檔檔位中緩慢加入步驟3)所得的油性膠糊狀共混體，混合溫度控制在70-80℃，混合時(shí)間為5-10分鐘；待油性膠糊狀共混體添加完畢后，調(diào)節(jié)恒溫復(fù)合混合機(jī)轉(zhuǎn)速為高速檔，并控制材料溫度上升至90-120℃，此階段混合時(shí)間為2-4分鐘；調(diào)節(jié)恒溫復(fù)合混合機(jī)轉(zhuǎn)速為中速檔，混合溫度控制在95-100℃，此階段混合時(shí)間為5-10分鐘；最后將恒溫復(fù)合混合機(jī)速度調(diào)節(jié)到低速檔，混合溫度降至85℃以下，逐步加入功能性助劑，此階段混合時(shí)間為5-15分鐘，得表面略帶油性的砂粒狀共容料； 上述具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)，其高速檔的速度為2400轉(zhuǎn)/分鐘，中速檔的速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，低速檔的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘； 6)待上述砂粒狀共容料溫度降至40℃以下時(shí)，將其浸入乙醇池中浸泡30-60分鐘，脫出多余的油性增容增塑劑，待得到的材料表面乙醇揮發(fā)完畢后，得到共容料； 7)控干砂粒狀共容料將共容料送入普通單/雙螺桿擠出機(jī)中造粒，擠出溫度控制在120-160℃，得粒料； 8)吹塑成膜將粒料在吹膜機(jī)或流延機(jī)組上進(jìn)行吹膜成型或流延成膜，成膜溫度控制在135-180℃，得到以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜。
本發(fā)明的有益效果是利用農(nóng)業(yè)植物可再生資源為主要原料，通過對(duì)天然植物材料的篩選優(yōu)化，采用物理、生化方法對(duì)篩選材料實(shí)施功能改性，配制出差異互補(bǔ)、協(xié)同作用、具有橡膠、塑料物理機(jī)械性能的新型復(fù)合材料。本發(fā)明的可降解橡塑膜具有橡膠、塑料物理機(jī)械化性能和一般橡膠、塑料的綜合功能；可經(jīng)微生物作用完成生物降解，改良土壤并被快速吸收。本發(fā)明的原料資源豐富、成本低廉；原料取自農(nóng)業(yè)植物，成型工藝均采用通用加工設(shè)備，便于產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。

具體實(shí)施例方式 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1 以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜的制備方法，它包括如下步驟 1)原料選取按各原料所占重量份數(shù)為棉籽殼80份、劍麻80份、馬鈴薯粉550份、聚乙烯醇50份、增容增塑劑220份(甘油100份、馬來酸酐20份、聚乙二醇100份)、功能性助劑20份(3份二甲基硅油、1份芳樟油、1份苦瓜素、15份環(huán)糊精)，選取原料，備用； 2)原料預(yù)處理將棉籽殼置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至300目過篩備用；將劍麻置于纖維粉碎機(jī)中，粉碎粒徑至200目過篩備用；將干馬鈴薯塊置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至500目過篩備用；將甘油、聚乙二醇置于可溫控的攪拌罐中，在65℃溫控下，攪拌4分鐘備用； 3)植物皮殼、植物纖維類材料的增容增塑將預(yù)處理后的棉籽殼、劍麻、150份的增容增塑劑依次置于帶加溫隔層的“懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)”中共混，共混反應(yīng)溫度控制為80-95℃，時(shí)間為30分鐘，得油性膠糊狀共混體，備用； 4)高溫高壓反應(yīng)將馬鈴薯粉、聚乙烯醇、剩余的70份增容增塑劑置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的壓力、溫度、時(shí)間分別控制為壓力0.3MP、溫度110℃、時(shí)間40分鐘，得反應(yīng)物料，備用； 5)將4)步驟所得的反應(yīng)料置于具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)中，開啟混合機(jī)調(diào)節(jié)為低速檔，在此速度檔位中緩慢加入步驟3)所得的油性膠糊狀共混體，混合溫度控制在75℃，混合時(shí)間為5分鐘；待油性膠糊狀共混體添加完畢后，調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為高速檔，并控制材料溫度上升至110℃，此階段混合時(shí)間為3分鐘；此時(shí)調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為中速檔，混合溫度控制在98℃，此階段混合時(shí)間為10分鐘；最后將混合機(jī)速度調(diào)節(jié)到低速檔，混合溫度降至85℃以下，逐步加入二甲基硅油、芳樟油、苦瓜素、環(huán)糊精，此階段混合時(shí)間為12分鐘，得表面略帶油性的砂粒狀共容料； 上述具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)，其高速檔的速度為2400轉(zhuǎn)/分鐘，中速檔的速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，低速檔的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘； 6)待上述砂粒狀共容料溫度降至40℃以下時(shí)，將其浸入乙醇池中浸泡30分鐘，脫出多余的油性增容增塑劑；待得到的材料表面乙醇揮發(fā)完畢后，得到共容料； 7)控干砂粒狀共容料，將共容料送入普通單螺桿擠出機(jī)中造粒，擠出溫度控制在140℃，得粒料； 8)吹塑成膜將粒料在吹膜機(jī)上進(jìn)行吹膜成型，成膜溫度控制在140℃，得到以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜。
采用“高、中、低三檔的混合機(jī)(即三種混合速度及時(shí)間)”帶來的優(yōu)點(diǎn)一定范圍速度的混合機(jī)并不適用該材料的制備工藝，因?yàn)椴牧显诨旌蠙C(jī)內(nèi)經(jīng)過多檔共混，完成了材料制備的三個(gè)初級(jí)階段變性、預(yù)塑化及共容初期在較高溫度范圍內(nèi)配合高速強(qiáng)剪切力的作用下引發(fā)材料的變性；變性反應(yīng)完成后，恒溫下對(duì)材料進(jìn)行預(yù)塑化處理；相對(duì)較低的溫度的時(shí)段達(dá)到的共容體系的形成。材料的三個(gè)階段是連續(xù)遞進(jìn)的，工藝條件有一定可控性但工藝順序不具備可逆性，在三檔混合機(jī)中可以依靠攪拌器的轉(zhuǎn)速來控制時(shí)間、溫度等相關(guān)的合適條件，而在單一檔速的混合機(jī)中是無法實(shí)現(xiàn)上述工藝過程的。
采用將植物皮殼、植物纖維粉末在80-95℃環(huán)境下與增容增塑劑進(jìn)行共混、熬煮(步驟3)，是促進(jìn)植物纖維類物質(zhì)充分溶脹，可以大幅度提高纖維成分的可加工性能，并因此可以提高整體材料中纖維物質(zhì)的含量，降低材料成本，增加廢棄植物的利用率。
為使纖維類物質(zhì)與植物粉末物質(zhì)在后續(xù)的三檔混合機(jī)中充分變性、增塑、共容[步驟5)]，需要先行為植物纖維類物質(zhì)提供足夠的增容增塑劑，合適的比例為植物皮殼和植物纖維的重量與增容增塑劑的重量比例為1∶0.7-1∶1[步驟3)]。而由此引入的過多的增容增塑劑也帶來一個(gè)弊端，即引起后續(xù)吹膜制品表面返油現(xiàn)象。因此需要將多余的增容增塑劑，如甘油、丙二醇、乙二醇等，在材料形成砂粒狀的共容體后，用乙醇漂洗加以去除[步驟6)]，由此產(chǎn)生的乙醇溶液可以定期通過小型蒸餾塔加以分離，循環(huán)利用。
一、依據(jù)GB/T 1040-2006、GB/T 16578-1996檢驗(yàn)，檢測本實(shí)施例得到的可降解橡塑膜的拉伸強(qiáng)度(橫向、縱向)、斷裂伸長率(橫向、縱向)、撕裂強(qiáng)度指標(biāo)如表1 表1 (注上述檢測取自湖北省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院出具的NO20090226檢驗(yàn)報(bào)告)。
二、對(duì)本實(shí)施例得的可降解橡塑膜進(jìn)行可生物降解的測試依據(jù)GB/T 19275-2003-8.2檢驗(yàn)，本實(shí)施例得的可降解橡塑膜在微生物作用下潛在生物分解和崩解能力的評(píng)價(jià)。
試驗(yàn)菌種黑曲霉AS 3.5487，繩狀青霉AS 3.3875，木霉AS 3.4005，球毛殼AS 3.4254，擬霉素AS 3.2762，綠膿桿菌AS 1.1129。
測試條件培養(yǎng)溫度29±1℃， 培養(yǎng)時(shí)間2007.11.05~12.19， 式樣尺寸30.0mm， 滅菌方法及溶液將試樣浸在70％乙醇溶液中1min，45℃下干燥4h， 實(shí)驗(yàn)方法方法A真菌試驗(yàn)；方法B細(xì)菌試驗(yàn)， 試驗(yàn)參數(shù)目測外觀，質(zhì)量變化， 測試結(jié)果真菌生長實(shí)驗(yàn)生長茂盛，覆蓋整個(gè)試樣表面， 質(zhì)量變化情況(真菌/細(xì)菌)與瓊脂融為一體，樣品被真菌/細(xì)菌降解， 測試結(jié)論真菌在樣品上生長繁茂，覆蓋整個(gè)試樣表面，其生長級(jí)別達(dá)到5級(jí)，綠膿桿菌AS 1.1129在樣品表面有大量生長，肉眼可見。說明樣品可以為微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)，被微生物降解。因此本實(shí)施例得的可降解橡塑膜具有可生物降解的特點(diǎn)。
(注本試驗(yàn)數(shù)據(jù)來自送檢可降解橡塑膜所通過的SGS測試報(bào)告，報(bào)告N0SHFD0071106113FD)。
三、本實(shí)施例得的可降解橡塑膜產(chǎn)品與市場同類產(chǎn)品(生物降解淀粉樹脂)性能對(duì)比，見表2。
表2 (注按GB/T-1040-2006、GB/T 16578-1996測試，生物降解淀粉樹脂參數(shù)來自國標(biāo)預(yù)案)。
說明本實(shí)施例得的可降解橡塑膜具有“橡膠、塑料物理機(jī)械化性能和一般橡膠、塑料的綜合功能”。
實(shí)施例2 以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜的制備方法，它包括如下步驟 1)原料選取按各原料所占重量份數(shù)為花生殼50份、糠殼50份、稻草100份、魔芋粉500份、高分子聚合物40份(瓜爾豆膠30份、聚乳酸10份)、增容增塑劑250份(檸檬酸酯30份、聚丙二醇20份、乙二醇200份)、功能性助劑10份(4份聚乙二醇醚、1份果膠、2份L-抗壞血酸、3份殺蟲菊)，選取原料，備用； 2)原料預(yù)處理將花生殼、糠殼置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至300目過篩備用；將稻草置于纖維粉碎機(jī)中，粉碎粒徑至200目過篩備用；將干魔芋塊置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至500目過篩備用；將檸檬酸酯、聚丙二醇、乙二醇置于可溫控的攪拌罐中，在70℃溫控下，攪拌4分鐘備用； 3)植物皮殼、植物纖維類材料的增容增塑將預(yù)處理后的花生殼、糠殼、稻草、180份的增容增塑劑依次置于帶加溫隔層的“懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)”中共混，共混反應(yīng)溫度控制為80-95℃，時(shí)間為30分鐘，得油性膠糊狀共混體，備用； 4)高溫高壓反應(yīng)將魔芋粉、瓜爾豆膠、聚乳酸聚、剩余的70份增容增塑劑置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的壓力、溫度、時(shí)間分別控制為壓力0.3MP、溫度110℃、時(shí)間40分鐘，得反應(yīng)物料，備用； 5)將4)步驟所得的反應(yīng)料置于具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)中，開啟混合機(jī)調(diào)節(jié)為低速檔，在此速度檔位中緩慢加入步驟3所得的油性膠糊狀共混體，混合溫度控制在75℃，混合時(shí)間為5分鐘；待油性膠糊狀共混體添加完畢后，調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為高速檔，并控制材料溫度上升至115℃，此階段混合時(shí)間為2.5分鐘；此時(shí)調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為中速檔，混合溫度控制在90℃，此階段混合時(shí)間為10分鐘；最后將混合機(jī)速度調(diào)節(jié)到低速檔，混合溫度降至85℃以下，逐步加入聚乙二醇醚、果膠、L-抗壞血酸、殺蟲菊，此階段混合時(shí)間為10分鐘，得表面略帶油性的砂粒狀共容料； 上述具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)，其高速檔的速度為2400轉(zhuǎn)/分鐘，中速檔的速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，低速檔的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘； 6)待上述砂粒狀共容料溫度降至40℃以下時(shí)，將其浸入乙醇池中浸泡30分鐘，脫出多余的油性增容增塑劑；待得到的材料表面乙醇揮發(fā)完畢后，得到共容料； 7)控干砂粒狀共容料，將共容料送入普通單螺桿擠出機(jī)中造粒，擠出溫度控制在140℃，得粒料； 8)吹塑成膜將粒料在吹膜機(jī)上進(jìn)行吹膜成型，成膜溫度控制在140℃，得到以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜。
實(shí)施例3 以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜的制備方法，它包括如下步驟 1)原料選取按各原料所占重量份數(shù)為毛豆角皮100份、稻草100份、魔芋粉500份、高分子聚合物40份(瓜爾豆膠30份、聚乳酸10份)、增容增塑劑250份(檸檬酸酯30份、聚丙二醇20份、乙二醇200份)、功能性助劑10份(4份聚乙二醇醚、1份果膠、2份L-抗壞血酸、3份殺蟲菊)，選取植物皮殼、植物纖維、植物粉末、高分子聚合物、增容增塑劑和功能性助劑原料，備用； 2)原料預(yù)處理將毛豆角皮置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至300目過篩備用；將稻草置于纖維粉碎機(jī)中，粉碎粒徑至200目過篩備用；將干魔芋塊置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至500目過篩備用；將檸檬酸酯、聚丙二醇、乙二醇置于可溫控的攪拌罐中，在70℃溫控下，攪拌4分鐘備用； 3)植物皮殼、植物纖維類材料的增容增塑將預(yù)處理后的毛豆角皮、稻草、180份的增容增塑劑依次置于帶加溫隔層的“懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)”中共混，共混反應(yīng)溫度控制為80-95℃，時(shí)間為30分鐘，得油性膠糊狀共混體，備用； 4)高溫高壓反應(yīng)將魔芋粉、瓜爾豆膠、聚乳酸聚、剩余的70份增容增塑劑置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的壓力、溫度、時(shí)間分別控制為壓力0.3MP、溫度110℃、時(shí)間40分鐘，得反應(yīng)物料，備用； 5)將4)步驟所得的反應(yīng)料置于具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)中，開啟混合機(jī)調(diào)節(jié)為低速檔，在此速度檔位中緩慢加入步驟3)所得的油性膠糊狀共混體，混合溫度控制在75℃，混合時(shí)間為5分鐘；待油性膠糊狀共混體添加完畢后，調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為高速檔，并控制材料溫度上升至110℃，此階段混合時(shí)間為4分鐘；此時(shí)調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為中速檔，混合溫度控制在95℃，此階段混合時(shí)間為10分鐘；最后將混合機(jī)速度調(diào)節(jié)到低速檔，混合溫度降至85℃以下，逐步加入聚乙二醇醚、果膠、L-抗壞血酸、殺蟲菊，此階段混合時(shí)間為10分鐘，得表面略帶油性的砂粒狀共容料； 上述具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)，其高速檔的速度為2400轉(zhuǎn)/分鐘，中速檔的速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，低速檔的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘； 6)待上述砂粒狀共容料溫度降至40℃以下時(shí)，將其浸入乙醇池中浸泡30分鐘，脫出多余的油性增容增塑劑；待得到的材料表面乙醇揮發(fā)完畢后，得到共容料； 7)控干砂粒狀共容料，將共容料送入普通單螺桿擠出機(jī)中造粒，擠出溫度控制在140℃，得粒料； 8)吹塑成膜將粒料在流延機(jī)組上進(jìn)行流延成膜，成膜溫度控制在140℃，得到以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜。
實(shí)施例4 以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜的制備方法，它包括如下步驟 1)原料選取按各原料所占重量份數(shù)為柑橘皮100份、稻草100份、木薯粉500份、高分子聚合物40份(瓜爾豆膠30份、聚乳酸10份)、增容增塑劑250份(檸檬酸酯30份、聚丙二醇20份、乙二醇200份)、功能性助劑10份(4份聚乙二醇醚、1份果膠、2份L-抗壞血酸、3份殺蟲菊)，選取原料，備用； 2)原料預(yù)處理將柑橘皮置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至300目過篩備用；將稻草置于纖維粉碎機(jī)中，粉碎粒徑至200目過篩備用；將干木薯置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至500目過篩備用；將檸檬酸酯、聚丙二醇、乙二醇置于可溫控的攪拌罐中，在70℃溫控下，攪拌4分鐘備用； 3)植物皮殼、植物纖維類材料的增容增塑將預(yù)處理后的柑橘皮、稻草、170份的增容增塑劑依次置于帶加溫隔層的“懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)”中共混，共混反應(yīng)溫度控制為80-95℃，時(shí)間為40分鐘，得油性膠糊狀共混體，備用。
4)高溫高壓反應(yīng)將魔芋粉、瓜爾豆膠、聚乳酸聚、剩余的80份增容增塑劑置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的壓力、溫度、時(shí)間分別控制為壓力0.2MP、溫度110℃、時(shí)間40分鐘，得反應(yīng)物料，備用。
5)將4)步驟所得的反應(yīng)料置于具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)中，開啟混合機(jī)調(diào)節(jié)為低速檔，在此速度檔位中緩慢加入步驟3)所得的油性膠糊狀共混體，混合溫度控制在75℃，混合時(shí)間為5分鐘；待油性膠糊狀共混體添加完畢后，調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為高速檔，并控制材料溫度上升至115℃，此階段混合時(shí)間為2.5分鐘；此時(shí)調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為中速檔，混合溫度控制在90℃，此階段混合時(shí)間為10分鐘；最后將混合機(jī)速度調(diào)節(jié)到低速檔，混合溫度降至85℃以下，逐步加入聚乙二醇醚、果膠、L-抗壞血酸、殺蟲菊，此階段混合時(shí)間為10分鐘，得表面略帶油性的砂粒狀共容料。
上述具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)，其高速檔的速度為2400轉(zhuǎn)/分鐘，中速檔的速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，低速檔的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘； 6)待上述砂粒狀共容料溫度降至40℃以下時(shí)，將其浸入乙醇池中浸泡30分鐘，脫出多余的油性增容增塑劑；待得到的材料表面乙醇揮發(fā)完畢后，得到共容料； 7)控干砂粒狀共容料，將共容料送入普通單螺桿擠出機(jī)中造粒，擠出溫度控制在140℃，得粒料； 8)吹塑成膜將粒料在流延機(jī)組上進(jìn)行流延成膜，成膜溫度控制在140℃，得到以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜。
實(shí)施例5 以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜的制備方法，它包括如下步驟 1)原料選取按各原料所占重量份數(shù)為花生殼50份、糠殼50份、桔桿50份、蘆葦桿50份、魔芋粉500份、高分子聚合物40份(瓜爾豆膠30份、聚乳酸10份)、增容增塑劑250份(檸檬酸酯30份、聚丙二醇20份、乙二醇200份)、功能性助劑10份(4份聚乙二醇醚、1份果膠、2份L-抗壞血酸、3份殺蟲菊)，選取原料，備用； 2)原料預(yù)處理將花生殼、糠殼置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至300目過篩備用；將桔桿、蘆葦桿置于纖維粉碎機(jī)中，粉碎粒徑至200目過篩備用；將干魔芋塊置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至500目過篩備用；將檸檬酸酯、聚丙二醇、乙二醇置于可溫控的攪拌罐中，在70℃溫控下，攪拌4分鐘備用； 3)植物皮殼、植物纖維類材料的增容增塑將預(yù)處理后的花生殼、糠殼、秸稈、蘆葦、180份的增容增塑劑依次置于帶加溫隔層的“懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)”中共混，共混反應(yīng)溫度控制為80-95℃，時(shí)間為30分鐘，得油性膠糊狀共混體，備用。
4)高溫高壓反應(yīng)將魔芋粉、瓜爾豆膠、聚乳酸、剩余的70份增容增塑劑置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的壓力、溫度、時(shí)間分別控制為壓力0.3MP、溫度110℃、時(shí)間40分鐘，得反應(yīng)物料，備用。
5)將4)步驟所得的反應(yīng)料置于具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)中，開啟混合機(jī)調(diào)節(jié)為低速檔，在此速度檔位中緩慢加入步驟3)所得的油性膠糊狀共混體，混合溫度控制在75℃，混合時(shí)間為5分鐘；待油性膠糊狀共混體添加完畢后，調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為高速檔，并控制材料溫度上升至115℃，此階段混合時(shí)間為2.5分鐘；此時(shí)調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為中速檔，混合溫度控制在90℃，此階段混合時(shí)間為10分鐘；最后將混合機(jī)速度調(diào)節(jié)到低速檔，混合溫度降至85℃以下，逐步加入聚乙二醇醚、果膠、L-抗壞血酸、殺蟲菊，此階段混合時(shí)間為10分鐘，得表面略帶油性的砂粒狀共容料； 上述具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)，其高速檔的速度為2400轉(zhuǎn)/分鐘，中速檔的速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，低速檔的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘； 6)待上述砂粒狀共容料溫度降至40℃以下時(shí)，將其浸入乙醇池中浸泡30分鐘，脫出多余的油性增容增塑劑；待得到的材料表面乙醇揮發(fā)完畢后，得到共容料； 7)控干砂粒狀共容料，將共容料送入普通單螺桿擠出機(jī)中造粒，擠出溫度控制在140℃，得粒料； 8)吹塑成膜將粒料在吹膜機(jī)或流延機(jī)組上進(jìn)行吹膜成型或流延成膜，成膜溫度控制在140℃，得到以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜。
實(shí)施例6 以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜的制備方法，它包括如下步驟 1)原料選取按各原料所占重量份數(shù)為花生殼50份、糠殼50份、稻草100份、木薯粉200份、紅薯粉200份、地瓜干粉100份、高分子聚合物40份(瓜爾豆膠30份、聚乳酸10份)、增容增塑劑250份(檸檬酸酯30份、聚丙二醇20份、乙二醇200份)、功能性助劑10份(4份聚乙二醇醚、1份果膠、2份L-抗壞血酸、3份殺蟲菊)，選取原料，備用； 2)原料預(yù)處理將花生殼、糠殼置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至300目過篩備用；將稻草置于纖維粉碎機(jī)中，粉碎粒徑至200目過篩備用；將干木薯塊、紅薯塊、地瓜塊置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至500目過篩備用；將檸檬酸酯、聚丙二醇、乙二醇置于可溫控的攪拌罐中，在70℃溫控下，攪拌4分鐘備用； 3)植物皮殼、植物纖維類材料的增容增塑將預(yù)處理后的花生殼、糠殼、稻草、180份的增容增塑劑依次置于帶加溫隔層的“懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)”中共混，共混反應(yīng)溫度控制為80-95℃，時(shí)間為30分鐘，得油性膠糊狀共混體，備用； 4)高溫高壓反應(yīng)將木薯粉、紅薯粉、地瓜粉、瓜爾豆膠、聚乳酸聚、剩余的70份增容增塑劑置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的壓力、溫度、時(shí)間分別控制為壓力0.3MP、溫度110℃、時(shí)間40分鐘，得反應(yīng)物料，備用； 5)將4)步驟所得的反應(yīng)料置于具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)中，開啟混合機(jī)調(diào)節(jié)為低速檔，在此速度檔位中緩慢加入步驟3)所得的油性膠糊狀共混體，混合溫度控制在75℃，混合時(shí)間為5分鐘；待油性膠糊狀共混體添加完畢后，調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為高速檔，并控制材料溫度上升至115℃，此階段混合時(shí)間為2.5分鐘；此時(shí)調(diào)節(jié)混合機(jī)轉(zhuǎn)速為中速檔，混合溫度控制在90℃，此階段混合時(shí)間為10分鐘；最后將混合機(jī)速度調(diào)節(jié)到低速檔，混合溫度降至85℃以下，逐步加入聚乙二醇醚、果膠、L-抗壞血酸、殺蟲菊，此階段混合時(shí)間為10分鐘，得表面略帶油性的砂粒狀共容料； 上述具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)，其高速檔的速度為2400轉(zhuǎn)/分鐘，中速檔的速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，低速檔的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘； 6)待上述砂粒狀共容料溫度降至40℃以下時(shí)，將其浸入乙醇池中浸泡30分鐘，脫出多余的油性增容增塑劑；待得到的材料表面乙醇揮發(fā)完畢后，得到共容料； 7)控干砂粒狀共容料，將共容料送入普通單螺桿擠出機(jī)中造粒，擠出溫度控制在140℃，得粒料； 8)吹塑成膜將粒料在吹膜機(jī)或流延機(jī)組上進(jìn)行吹膜成型或流延成膜，成膜溫度控制在140℃，得到以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜。
本發(fā)明所列舉的各原料都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以及各原料的上下限取值、區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明的工藝參數(shù)(如溫度、時(shí)間等)的上下限取值以及區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜，其特征在于它由植物皮殼、植物纖維、植物粉末、高分子聚合物、增容增塑劑和功能性助劑原料制備而成；各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為植物皮殼5-15％、植物纖維4-10％、植物粉末30-70％、高分子聚合物3-7％、增容增塑劑17-40％、功能性助劑1-5％；
所述的植物皮殼為棉籽殼、糠殼、花生殼、玉米皮、毛豆角皮、柑橘皮中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比；
所述的植物纖維為劍麻、稻草、桔桿、蘆葦桿中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比；
所述的植物粉末為木薯粉、魔芋粉、紅薯粉、馬鈴薯粉、地瓜干粉、玉米渣、干豆渣中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比；
所述的高分子聚合物為松香、蟲膠、瓜爾豆膠、馬來樹膠、槐豆膠、聚乙烯醇、聚乳酸中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比；
所述的增容增塑劑為馬來酸酐、乙二醇、檸檬酸酯、甘油、聚乙二醇、聚丙二醇、三乙酸甘油酯、硬脂酸、單硬脂酸甘油脂中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比；
所述的功能性助劑為去味劑、防蟲劑、防腐劑、消泡劑中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜，其特征在于所述的去味劑為環(huán)糊精、L-抗壞血酸中的任意一種或二種的混合，二種混合時(shí)為任意配比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜，其特征在于所述的防蟲劑為芳樟油、殺蟲菊中的任意一種或二種的混合，二種混合時(shí)為任意配比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜，其特征在于所述的防腐劑為苦瓜素、果膠中的任意一種或二種的混合，二種混合時(shí)為任意配比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜，其特征在于所述的消泡劑為聚乙二醇醚、二甲基硅油中的任意一種或二種的混合，二種混合時(shí)為任意配比。
6.如權(quán)利要求1所述的以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜的制備方法，其特征在于它包括如下步驟
1)原料選取按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為植物皮殼5-15％、植物纖維4-10％、植物粉末30-70％、高分子聚合物3-7％、增容增塑劑17-40％、功能性助劑1-5％，選取植物皮殼、植物纖維、植物粉末、高分子聚合物、增容增塑劑和功能性助劑原料，備用；
2)原料預(yù)處理將植物皮殼置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至300目過篩備用；將植物纖維置于纖維粉碎機(jī)中，粉碎粒徑至200目過篩備用；將植物粉末置于超微粉碎機(jī)中，粉碎至500目過篩備用；將增容增塑劑置于可溫控的攪拌罐中，在60-70℃溫控下，攪拌3-5分鐘備用；
3)植物皮殼、植物纖維類材料的增容增塑①從增容增塑劑總量中選取部分增容增塑劑∶部分增容增塑劑按植物皮殼和植物纖維的重量與部分增容增塑劑的重量比例為1∶0.7-1∶1，選取；②將預(yù)處理后的植物皮殼、植物纖維、部分增容增塑劑依次置于帶加溫隔層的懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)中共混，共混反應(yīng)溫度為80-95℃，時(shí)間為30分鐘，得油性膠糊狀共混體，備用；
4)高溫高壓反應(yīng)將植物粉末、高分子聚合物、剩余的增容增塑劑置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的壓力、溫度、時(shí)間分別控制為壓力0.2-0.4MP、溫度110-120℃、時(shí)間30-50分鐘，得反應(yīng)物料，備用；
5)將4)步驟所得的反應(yīng)料置于具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)中，開啟恒溫復(fù)合混合機(jī)調(diào)節(jié)為低速檔，在此低速檔檔位中加入步驟3)所得的油性膠糊狀共混體，混合溫度控制在70-80℃，混合時(shí)間為5-10分鐘；調(diào)節(jié)恒溫復(fù)合混合機(jī)轉(zhuǎn)速為高速檔，溫度上升至90-120℃，此階段混合時(shí)間為2-4分鐘；調(diào)節(jié)恒溫復(fù)合混合機(jī)轉(zhuǎn)速為中速檔，混合溫度控制在95-100℃，此階段混合時(shí)間為5-10分鐘；最后將恒溫復(fù)合混合機(jī)速度調(diào)節(jié)到低速檔，混合溫度降至85℃以下，加入功能性助劑，此階段混合時(shí)間為5-15分鐘，得砂粒狀共容料；
上述具有高、中、低三檔的恒溫復(fù)合混合機(jī)，其高速檔的速度為2400轉(zhuǎn)/分鐘，中速檔的速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，低速檔的速度為120轉(zhuǎn)/分鐘；
6)待上述砂粒狀共容料溫度降至40℃以下時(shí)，將其浸入乙醇池中浸泡30-60分鐘，脫出多余的油性增容增塑劑，待得到的材料表面乙醇揮發(fā)完畢后，得到共容料；
7)控干砂粒狀共容料將共容料送入普通單/雙螺桿擠出機(jī)中造粒，擠出溫度控制在120-160℃，得粒料；
8)吹塑成膜將粒料在吹膜機(jī)或流延機(jī)組上進(jìn)行吹膜成型或流延成膜，成膜溫度控制在135-180℃，得到以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物降解材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可降解橡塑膜及其制備方法。以植物皮殼、纖維、植物粉為原料的可降解橡塑膜，其特征在于它由植物皮殼、植物纖維、植物粉末、高分子聚合物、增容增塑劑和功能性助劑原料制備而成；各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為植物皮殼5-15％、植物纖維4-10％、植物粉末30-70％、高分子聚合物3-7％、增容增塑劑17-40％、功能性助劑1-5％；所述的功能性助劑為去味劑、防蟲劑、防腐劑、消泡劑中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比。本發(fā)明的可降解橡塑膜具有橡膠、塑料物理機(jī)械化性能和一般橡膠、塑料的綜合功能；該方法制備的可降解橡塑膜具有成本低、又可生物降解的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B29C49/78GK101608027SQ20091006305
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者蘇笑海 申請(qǐng)人:蘇笑海