一种可降解塑料及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种可降解塑料，其技术方案要点包括如下重量份的组分：聚乳酸树脂80‑90份；聚环氧乙烷8‑10份；纳米硅溶胶6‑8份；硅微粉1‑3份；交联剂0.2‑0.35份；马来酸酐0.8‑1.5份；富里酸0.2‑0.4份；阻燃剂1.5‑2.4份。以生物相容性较好的聚乳酸树脂为基料，共混聚环氧乙烯，并加入纳米硅溶胶、硅微粉，提高聚乳酸树脂的结晶度、结晶速率并改善晶相大小、排布，进而使得聚乳酸树脂的耐热性和韧性有显著的提高，可以适用于大部分塑料制品，如各类餐具。

A degradable plastic and its production process

【技术实现步骤摘要】
一种可降解塑料及其生产工艺
本专利技术涉及塑料，特别涉及一种可降解塑料及其生产工艺。
技术介绍
塑料制品具有耐用、制造成本低、可塑性强、绝缘性好等优点，因此在日常生活中广为使用，常见的塑料制品有塑料杯、塑料盆、碎料薄膜等。但是传统的塑料具有难以降解的问题，其使用后随意丢弃，形成白色污染，对生态环境造成严重的破坏。近年来，一方面采用限塑政策，鼓励大家使用环保制品；另一方面深入研究可降解塑料。目前可降解塑料分为光降解型、生物降解型、光-生物降解型，其中生物降解型塑料有PLA、PHB、PHA等。聚乳酸PLA材料具有完全可降解性，对环境没有危害，且来源于可再生资源，能减少石化产品的消耗，因此广泛使用。但是聚乳酸材料综合性能方面不理想，存在脆性大、易变形、耐热性差的问题，难以满足部分塑料制品的需求。
技术实现思路
针对上述技术缺陷，本专利技术的目的是提供一种可降解塑料，环保无污染且具有较好的性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种可降解塑料，包括如下重量份的组分：聚乳酸树脂80-90份；聚环氧乙烷8-10份；纳米硅溶胶6-8份；硅微粉1-3份；交联剂0.2-0.35份；马来酸酐0.8-1.5份；富里酸0.2-0.4份；阻燃剂1.5-2.4份。通过采用上述技术方案，聚乳酸树脂作为主料，其是一类具有生物相容性和生物降解性能的热塑性脂肪族聚酯，解决了当下塑料污染的环境问题。但是耐热性能和部分机械性能相比于PE、PP等传统塑料材料逊色不少，限制了其应用。聚环氧乙烷同样也具有生物相容性、低毒性、热塑性，且其具有很低的玻璃化转变温度。选用这两种玻璃化转变温度和亲水性相差很大的物质共混，一方面可进一步提高PLA的生物相容性，另一方面有效提高塑料的韧性。马来酸酐可促进聚环氧乙烷和聚乳酸树脂相容，形成稳定的晶相且排列更为紧密，进而提高共混物的机械性能。纳米硅溶胶相比于单一PLA体系，在PEO/PLA共混体系中具有较好的分散性和相容性，二氧化硅粒子表面具有大量活性羟基，可与聚乳酸分子的羧基发生缩合反应，可以提高共混物的结晶度、结晶速率。硅微粉作为增强填料，富里酸可提高硅微粉的分散性，进而提高共混物的性能。本专利技术进一步设置为：所述交联剂为N-羟乙基丙烯酰胺。通过采用上述技术方案，该交联剂有助于提高二氧化硅粒子的接枝率，进而改善塑料的性能。本专利技术进一步设置为：还包括7-12份植物纤维。通过采用上述技术方案，植物纤维存在于大量的绿色植物中，具有较高的强度和弹性模量，且便宜易得，与PLA复合后可以提高塑料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量等力学性能。本专利技术进一步设置为：所述植物纤维的制备过程如下：第一步，收集银杏叶片，冲洗干净后切碎，再于50-60℃下预烘5-8min，得到纤维原料；第二步，将纤维原料浸入0.3-0.4g/L的硫酸溶液中，加热至80-90℃，持续1.5-2h后取出水洗；第三步，将酸处理后的纤维原料浸入碱液中，温度90-100℃，压力1-1.1MPa，碱液包括8-10%NaOH、5-7%H2O2、1-1.5%水玻璃、0.2-0.3%OP-10，持续1.5-2h后取出热水冲洗；第四步，将碱煮后的纤维原料浸入乳化液中，温度50-60℃，乳化液包括5-7%十四烷基二甲基苄基氯化铵、6-8%苯扎氯铵，持续3-5min后取出，脱水、烘干、梳理后得到植物纤维。通过采用上述技术方案，此前多为麻纤维、竹纤维的复合使用，而没有涉及常见的植物废弃物树叶。银杏作为本地的常见行道树种，其树叶易得，基本不存在成本，且经过优化后的乳化液处理，其纤维性能不逊于麻纤维且相比于竹纤维其与PLA基体的相容性更好。本专利技术进一步设置为：还包括0.2-0.3份偶联剂。本专利技术进一步设置为：所述偶联剂为KH570。通过采用上述技术方案，进一步提高植物纤维与PLA的相容性。本专利技术进一步设置为：所述阻燃剂为海泡石。通过采用上述技术方案，以海泡石作为阻燃剂，不影响塑料制品的环保性。本专利技术的另一目的是提供一种可降解塑料的生产工艺。一种可降解塑料的生产工艺，包括如下步骤：S1预处理：将聚乳酸树脂置于55-60℃下干燥4-6h，将聚环氧乙烷置于40-45℃下干燥4-6h；S2纤维改性：用丙酮将偶联剂稀释成1-1.4wt%的偶联剂溶液，再将植物纤维浸入偶联剂溶液，持续30-40min后取出，去除丙酮并烘干；S3混炼：将聚乳酸树脂、植物纤维、聚环氧乙烷和马来酸酐投入到密炼机中，混合均匀，反应4-6min，温度170-180℃，转速30-40rpm，反应完成后依次投入纳米硅溶胶、硅微粉、富里酸、交联剂和阻燃剂，继续反应15-20min，转速20-25rom，温度165-170℃；S4造粒：反应完成后挤出成型，冷却、切粒，得到可降解塑料颗粒。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：以聚乳酸树脂为基料，共混聚环氧乙烯，并加入植物纤维、纳米硅溶胶、硅微粉，提高聚乳酸树脂的结晶度、结晶速率并改善晶相大小、排布，进而使得聚乳酸树脂的耐热性和韧性有显著的提高，可以适用于大部分塑料制品，如各类餐具。附图说明图1是实施例一至三的流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例一：一种可降解塑料，包括如下重量份的组分：聚乳酸树脂80份，购买自美国NatureWorks，牌号4032D；聚环氧乙烷8份，平均分子量50万；纳米硅溶胶6份，PH为2.5，粒径15nm，SiO2含量30%；硅微粉1份，粒径20μm；N-羟乙基丙烯酰胺0.2份；马来酸酐0.8份；富里酸0.2份；海泡石1.5份，粒径50μm；植物纤维7份；KH5700.2份。植物纤维的制备过程如下：第一步，收集银杏叶片，若为落叶，需三天内收集进行处理，收集后当天或隔天处理，处理方法如下：冲洗干净后去除主叶脉，切碎，再于50℃下预烘5min，得到纤维原料；第二步，将纤维原料浸入0.3g/L的硫酸溶液中，加热至80℃，持续1.5h后取出，用流动水进行冲洗；第三步，将酸处理后的纤维原料浸入碱液中，温度90℃，压力1MPa，碱液包括8%NaOH、5%H2O2、1%水玻璃、0.2%OP-10，持续1.5h后取出，用热水冲洗；第四步，将碱煮后的纤维原料浸入乳化液中，温度50℃，乳化液包括5%十四烷基二甲基苄基氯化铵、6%苯扎氯铵，持续3min后取出，脱水、烘干、梳理后得到植物纤维。一种可降解塑料的生产工艺，如图1所示，包括如下步骤：S1预处理：将聚乳酸树脂置于55℃下干燥4h，将聚环氧乙烷置于40℃下干燥4h；S2纤维改性：用丙酮将KH570稀释成1wt%的偶联剂溶液，再将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解塑料，其特征在于，包括如下重量份的组分：/n聚乳酸树脂80-90份；/n聚环氧乙烷 8-10份；/n纳米硅溶胶 6-8份；/n硅微粉 1-3份；/n交联剂 0.2-0.35份；/n马来酸酐 0.8-1.5份；/n富里酸0.2-0.4份；/n阻燃剂 1.5-2.4份。/n

【技术特征摘要】
1.一种可降解塑料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
聚乳酸树脂80-90份；
聚环氧乙烷8-10份；
纳米硅溶胶6-8份；
硅微粉1-3份；
交联剂0.2-0.35份；
马来酸酐0.8-1.5份；
富里酸0.2-0.4份；
阻燃剂1.5-2.4份。


2.根据权利要求1所述的一种可降解塑料，其特征在于：所述交联剂为N-羟乙基丙烯酰胺。


3.根据权利要求1所述的一种可降解塑料，其特征在于：还包括7-12份植物纤维。


4.根据权利要求3所述的一种可降解塑料，其特征在于：所述植物纤维的制备过程如下：
第一步，收集银杏叶片，冲洗干净后切碎，再于50-60℃下预烘5-8min，得到纤维原料；
第二步，将纤维原料浸入0.3-0.4g/L的硫酸溶液中，加热至80-90℃，持续1.5-2h后取出水洗；
第三步，将酸处理后的纤维原料浸入碱液中，温度90-100℃，压力1-1.1MPa，碱液包括8-10%NaOH、5-7%H2O2、1-1.5%水玻璃、0.2-0.3%OP-10，持续1.5-2h后取出热水冲洗；
第四步，将碱煮后的纤维原料浸入乳化液中，温度50-60℃，乳化液包...

【专利技术属性】
技术研发人员：周燕莉，
申请(专利权)人：浙江超凡日用品有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33