一种可降解食品包装袋及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可降解食品包装袋，由如下重量份原料制成：改性PBAT 60‑70份、增强填料3‑4份、增塑剂0.8‑1份；本发明专利技术还公开了该包装袋的制备方法：步骤S1、真空干燥箱；步骤S2、挤出造粒；步骤S3、将塑料颗粒经吹膜机制成包装膜，包装膜经过分切、制袋。本发明专利技术通过采用改性PBAT作为包装袋材料的基体物质，综合了PLA和PBAT的优点，而且在改性剂的作用下，能够提高二者的界面相容性，并且提高聚酯的耐水解性能；通过增强填料的加入，提高包装膜的致密性和力学性能；采用的原料均属于生物可降解材料，使得到的包装袋不仅可降解，符合环保要求，而且具有较高的力学性能和阻隔性能，实用性强。

A degradable food packaging bag and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种可降解食品包装袋及其制备方法
本专利技术属于食品包装领域，具体地，涉及一种可降解食品包装袋及其制备方法。
技术介绍
随着生活节奏的加快，便利化、卫生化的食品包装逐步发展。一次性泡沫塑料饭盒、塑料包装袋、塑料生活用品等制品已频繁地进入日常生活，带来了诸多的便利。由于塑料制品在废弃后不容易降解，造成了环境严重污染的现象"白色污染"，塑料食品包装袋作为食品包装的主体，也已成为白色污染中重要的污染源之一。因此，对于食品包装袋也提出了更高的要求，针对食品包装袋的研究也朝着无毒无害、绿色环保等方向发展，其中可降解的包装袋的研究显得尤其重要。现有技术中出现了纯粹利用来源于植物、动植物的天然高分子制成的包装膜，这种材料虽然很环保，也很容易降解，但是由于这种天然高分子材料没有热塑性，存在加工困难，导致制成的包装袋的耐水性、强度不高等缺点，达不到实用的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可降解食品包装袋及其制备方法，通过采用改性PBAT作为包装袋材料的基体物质，改性PBAT不仅综合了PLA和PBAT的优点，而且在改性剂的改性下，能够提高二者的界面相容性，并且提高聚酯的耐水解性能，提升改性PBAT的性能；通过增强填料的加入，能够提高包装膜的致密性和力学性能；本专利技术采用PBAT树脂作为成膜基体，该树脂具有优异的生物降解性能，增强填料采用木质纤维制成，也属于生物可降解材料，使得到的包装袋不仅可降解，符合环保要求，而且具有较高的力学性能和阻隔性能，实用性强，具有广泛的应用范围。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种可降解食品包装袋，由如下重量份原料制成：改性PBAT60-70份、增强填料3-4份、增塑剂0.8-1份；该包装袋由如下步骤制成：步骤S1、将改性PBAT在80℃真空干燥箱干燥4-5h；步骤S2、将干燥后的改性PBAT、增强填料和增塑剂混合均匀后，通过双螺杆造粒机挤出造粒，得到塑料颗粒；步骤S3、将塑料颗粒经吹膜机制成包装膜，包装膜经过分切、制袋，得到所述包装袋。进一步地，所述增强填料由如下方法制备：(1)将木质纤维放入管式炉中，在氮气保护下，以5℃/min的升温速率均匀加热至800℃，然后在10g/min的蒸汽流下保温60-70min，随后冷却至20-25℃，得到活性炭纤维；(2)将质量比为7：10将KMnO4和活性炭纤维一同加入去离子水中，在85℃下原位水热反应6h，然后用去离子水洗涤5-6次，在60℃下干燥至恒重，研磨过100目筛，得到增强填料。进一步地，所述改性PBAT由如下方法制备：(1)在三口烧瓶中加入异佛尔酮二异氰酸酯和聚2,6-二甲基-1,4-苯醚，先通入氮气15min，再在氮气保护下将反应物加热至165℃，发生缩聚反应，反应22-24h，测得聚合度为14-15，反应结束后将体系温度降至120℃，按-NCO：-OH为1：1的比例加入环氧丙醇进行反应，反应90-100min，冷却至常温，得到改性剂；(2)将PLA、PBAT颗粒置于80℃鼓风干燥箱中干燥6h，按照一定比例称取PLA、PBAT、改性剂并混合均匀，使用转矩流变仪对混合物进行反应性熔融共混，反应结束后，将制得的共混物室温下冷却并破碎，于80℃鼓风干燥箱中干燥6h，得到改性PBAT。进一步地，步骤(1)中催化剂聚2,6-二甲基-1,4-苯醚的加入量为异佛尔酮二异氰酸酯质量的0.5％。进一步地，步骤(2)中PLA与PBAT的质量比为4:1，改性剂用量为树脂总量的0.75-0.95％，熔融共混条件为：温度180℃，转子转速60r/min，反应时间10-12min。一种可降解食品包装袋的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、将改性PBAT在80℃真空干燥箱干燥4-5h；步骤S2、将干燥后的改性PBAT、增强填料和增塑剂混合均匀后，通过双螺杆造粒机挤出造粒，得到塑料颗粒；步骤S3、将塑料颗粒经吹膜机制成包装膜，包装膜经过分切、制袋，得到所述包装袋。本专利技术的有益效果：本专利技术采用改性PBAT作为包装袋材料基体物质，改性PBAT由改性剂改性PLA和PBAT的共混物制成，改性剂中的环氧官能团与PLA/PBAT的端羟基之间会发生开环加成反应，充当扩链、连接作用，能够有效改善PLA与PBAT的相容性，相容性的提高能够使得共混物的断裂伸长率和冲击强度提高；此外，改性剂分子在PLA与PBAT之间进行扩链反应所形成的交联结构，能够有效提高共混物的韧性，因此，改性剂的改性处理能够有效提高PLA/PBAT的共混物的力学性能；将PLA与PBAT熔融共混，可使材料同时具有这两种聚酯的优势，改性剂的改性，能够有效改善两者的相容性，将二者更加充分、均匀结合起来，得到的改性PBAT具有较高的综合性能；在潮湿、温暖的环境下，普通PBAT分子链中的酯键会遭到水分子的攻击而受到破坏，发生水解并产生羧基，羧基会进一步加速酯键的水解进程，进而导致材料在贮存和使用过程中性能下降，达不到预期的使用寿命；改性PBAT能够在共混物中引入改性剂分子链，改性剂分子链上含有多个-N＝C＝N-键，并且该键属于脂肪族，与羧基的反应活性强，该键能够与树脂中的端羧基作用，消耗掉羧基，抑制树脂的进一步水解，同时，由于它具有多个官能度(包括亚胺基-NH-、酯基等)，即便改性PBAT分子已经发生了降解，还能够对其起到修复作用，提高相对分子质量，从而提升改性PBAT的性能；本专利技术在包装袋原料中加入了增强填料，增强填料由木质纤维制成，KMnO4与炭纤维通过原位复合水热法使生成的二氧化锰包覆在炭纤维表面，得到增强填料；增强填料表面的羟基能够与PBAT基体形成氢键，均匀分布在基体中，当材料承受外力作用时，增强填料粘在PBAT基体上难以脱离，这样增强填料可很好地传递应力，从而提高包装袋的力学性能；此外，增强填料能够填充PBAT膜上的小孔，使膜表面变得更致密，提高包装膜的力学性能和阻隔性能；本专利技术通过采用改性PBAT作为包装袋材料的基体物质，改性PBAT不仅综合了PLA和PBAT的优点，而且在改性剂的改性下，能够提高二者的界面相容性，并且提高聚酯的耐水解性能，提升改性PBAT的性能；通过增强填料的加入，能够提高包装膜的致密性和力学性能；本专利技术采用PBAT树脂作为成膜基体，该树脂具有优异的生物降解性能，增强填料采用木质纤维制成，也属于生物可降解材料，使得到的包装袋不仅可降解，符合环保要求，而且具有较高的力学性能和阻隔性能，实用性强，具有广泛的应用范围。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种可降解食品包装袋，由如下重量份原料制成：改性PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)60-70份、增强填料3-4份、增塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解食品包装袋，其特征在于，由如下重量份原料制成：改性PBAT60-70份、增强填料3-4份、增塑剂0.8-1份；/n该包装袋由如下步骤制成：/n步骤S1、将改性PBAT在80℃真空干燥箱干燥4-5h；/n步骤S2、将干燥后的改性PBAT、增强填料和增塑剂混合均匀后，通过双螺杆造粒机挤出造粒，得到塑料颗粒；/n步骤S3、将塑料颗粒经吹膜机制成包装膜，包装膜经过分切、制袋，得到所述包装袋。/n

【技术特征摘要】
1.一种可降解食品包装袋，其特征在于，由如下重量份原料制成：改性PBAT60-70份、增强填料3-4份、增塑剂0.8-1份；
该包装袋由如下步骤制成：
步骤S1、将改性PBAT在80℃真空干燥箱干燥4-5h；
步骤S2、将干燥后的改性PBAT、增强填料和增塑剂混合均匀后，通过双螺杆造粒机挤出造粒，得到塑料颗粒；
步骤S3、将塑料颗粒经吹膜机制成包装膜，包装膜经过分切、制袋，得到所述包装袋。


2.根据权利要求1所述的一种可降解食品包装袋，其特征在于，所述增强填料由如下方法制备：
(1)将木质纤维放入管式炉中，在氮气保护下，以5℃/min的升温速率均匀加热至800℃，然后在10g/min的蒸汽流下保温60-70min，随后冷却至20-25℃，得到活性炭纤维；
(2)将质量比为7：10将KMnO4和活性炭纤维一同加入去离子水中，在85℃下原位水热反应6h，然后用去离子水洗涤5-6次，在60℃下干燥至恒重，研磨过100目筛，得到增强填料。


3.根据权利要求1所述的一种可降解食品包装袋，其特征在于，所述改性PBAT由如下方法制备：
(1)在三口烧瓶中加入异佛尔酮二异氰酸酯和聚2,6-二甲基-1,4-苯醚，先通入氮气15min，再在氮气保护下将反应物加热至165℃，发生缩聚反应，反应22-24h，测得聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦国平，齐继业，方兴旺，程国金，
申请(专利权)人：安徽松泰包装材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34