一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺。可降解复合包装薄膜的制备包括以下步骤：步骤1：将淀粉、聚己二酸

【技术实现步骤摘要】
一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺


[0001]本专利技术涉及包装薄膜
，具体为一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺。

技术介绍

[0002]随着时代的进步和生活水平的提高，线上零售业应运而生为我们提供了便利；而支撑线上零售业发展的是快递行业，目前，中国的快递行业在过去10今年迅猛增长，由于快递生活运作的加快，使得作为包装快递材料得到了广泛研究。其中，在推动绿色发展的今天，包装材质的降解性显得尤为重要，因为包装材料最终走向是垃圾的处理，会产生环境污染、破坏生态平衡的问题。
[0003]其中，包装膜是包装材料的组成之一；常见的包装材料通常使用聚乙烯等物质，器需要特定方法如生物降解，普通化学降解和自然降解性能较差；而聚己二酸
‑
对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是结晶率低的脂肪族
‑
芳香族共聚酯，结晶率低且存在脂肪族酯键，种具有可生物降解、可自然降解、全降解的性能。但是，纯PBAT包装膜强度低，成本较高，使得广泛应用得到限制。一般会通过淀粉或填料等物质与其混合，增强膜的强度；但是如淀粉类的亲水性物质与PBAT相容性差，同时填料的分散性和相容性也存在问题；此外包装材料的阻燃性也得到广泛关注，增加阻燃性，增强快递的安全性也是需要解决的问题之一。
[0004]综上，解决上述问题，制备一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺，包括以下步骤：
[0008]步骤1：将淀粉、聚己二酸
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对苯二甲酸丁二酯、改性填料、可降解阻燃剂、甘油混合均匀；
[0009]步骤2：将混合料置于双螺杆挤出机中熔融共混，一次挤出造粒；二次挤出造粒；得到母粒；将母粒吹塑成膜，得到可降解复合包装膜。
[0010]较为优化地，所述可降解复合包装膜的原料包括以下组分：按重量计，20～35份淀粉、60～65份聚己二酸
‑
对苯二甲酸丁二酯、4～6份改性填料、6～8份可降解阻燃剂、10～12份甘油。
[0011]较为优化地，所述改性填料的制备方法为：将多孔碳酸钙置于10～12wt％的聚乙二醇溶液中分散均匀；加入5～6wt％的次磷酸钠溶液搅拌均匀；干燥，得到改性填料。
[0012]较为优化地，所述改性填料的原料包括以下组分：按重量计，5～8份多孔碳酸钙、1～2份聚乙二醇、0.5～1份次磷酸钠；所述聚乙二醇为PEG
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400或PEG
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600。
[0013]较为优化地，所述可降解阻燃剂的制备方法为：将可降解有机粒子超声分散在水
中，得到2～3wt％的分散液；加入衣康酸分散均匀，氮气氛围下，设置温度为80～100℃，反应20～24小时，降温冷却，干燥，得到可降解阻燃剂。
[0014]较为优化地，衣康酸的加入量是可降解有机粒子质量的6～8倍。
[0015]较为优化地，所述可降解有机粒子的制备方法为：将等体积量的壳聚糖溶液和酪蛋白溶液混合均匀，加入氯化钠溶液；设置转速为150～200rmp混合搅拌2～4小时，洗涤干燥，得到可降解有机粒子。
[0016]较为优化地，所述壳聚糖溶液的制备方法为：将壳聚糖粉末分散到0.01M的pH＝5.6的醋酸缓冲溶液中搅拌过夜，得到0.1～0.2％w/v的壳聚糖溶液；所述酪蛋白溶液的制备方法为：将酪蛋白酸钠分散到pH＝5.6磷酸盐缓冲溶液中，搅拌6小时，得到0.08～0.12％w/v的酪蛋白溶液；所述氯化钠溶液溶液浓度为0.04M；加入量为两种溶液总体积的10％。
[0017]较为优化地，步骤1中，混合速度温度为60～80℃，转速为600～800rmp；步骤2中，造粒温度为160～180℃；吹塑温度为150～170℃。
[0018]较为优化地，一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺制备得到的可降解复合包装膜。
[0019]本技术方案中，使用聚乙二醇对碳酸钙表面改性，增强其在基体中的亲和性，提高碳酸钙的分散性；通过将有机粒子表面使用衣康酸改性，形成具有吡咯烷酮结构的可降解阻燃剂，协同碳酸钙增强阻燃性和力学强度；以此制备一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜。
[0020](1)方案中利用较低分子量的(聚乙二醇
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400/600)作为碳酸钙表面改性剂，提高了碳酸钙的分散性，同时其余淀粉之间具有亲和性。同时在其表面负载了次磷酸盐(聚乙烯醇存在电负性，而次磷酸盐中含有钠是正电荷，两者间存在氢键作用力)，其的负载便于与后续提高其与聚己二酸
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对苯二甲酸丁二酯的分散性。
[0021]此外，需要说明的是：聚乙二醇的亲水性，促进了水的浸入，可以促进了PBAT的降解。低分子量的聚乙二醇粘性较低，利于分散均匀性。
[0022](2)方案中，利用在pH为5.6下，酪蛋白和壳聚糖之间静电相互作用制备了可降解有机粒子；由于酪蛋白和壳聚糖均具有可降解性，因此形成的粒子可降解。同时加入的氯化钠提高了离子络合强度，增强粒子的稳定性；方便后续过程中表面接枝衣康酸，形成具有吡咯烷酮结构的可降解阻燃剂。同时粒子的形成由于氨基等基团之间存在氢键作用，使得其疏水性增加，使得包装膜具有一定耐水性。
[0023]进一步反应中，衣康酸也是天然的不饱和二羧酸，具有可降解性，壳聚糖和酪蛋白中存在氨基，络合形成的粒子也存在氨基，其氨基与衣康酸的羧基之间形成“氮杂
‑
迈克尔加成”反应，水中反应提高了反应性。同时方案中衣康酸的加入量是过量的，利于反应的进行，同时衣康酸受热可以脱水产生环状酸酐，或者酯(因为壳聚糖中含有羟基，但是较少，因为存在氢键作用力)，当然还存在未反应的衣康酸。
[0024](3)利用可降解阻燃剂中存在的酯增强了其在基质中的分散性；利用其产生的环状酸酐，其含有羰基可以与淀粉中羟基、改性填料中的羟基形成酯键，增强两者在PBAT中的相似相容性，增强分散均匀性。而未反应的衣康酸同样在高温挤出过程中，先脱水生成环状酸酐；然后在改性填料中存在的次磷酸盐的介导下，与淀粉中的羟基形成淀粉
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衣康酸酯，从而起到相容剂的作用。
具体实施方式
[0025]下面将对本专利技术实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1：
[0027]步骤1：(1)将1.5份PEG
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600超声分散在水中，形成12wt％的聚乙二醇溶液，备用；将0.8份次磷酸钠超声分散至水中，形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将淀粉、聚己二酸
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对苯二甲酸丁二酯、改性填料、可降解阻燃剂、甘油混合均匀；步骤2：将混合料置于双螺杆挤出机中熔融共混，一次挤出造粒；二次挤出造粒；得到母粒；将母粒吹塑成膜，得到可降解复合包装膜。2.根据权利要求1所述的一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺，其特征在于：所述可降解复合包装膜的原料包括以下组分：按重量计，20～35份淀粉、60～65份聚己二酸
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对苯二甲酸丁二酯、4～6份改性填料、6～8份可降解阻燃剂、10～12份甘油。3.根据权利要求1所述的一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺，其特征在于：所述改性填料的制备方法为：将多孔碳酸钙置于10～12wt％的聚乙二醇溶液中分散均匀；加入5～6wt％的次磷酸钠溶液搅拌均匀；干燥，得到改性填料。4.根据权利要求1所述的一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺，其特征在于：所述改性填料的原料包括以下组分：按重量计，5～8份多孔碳酸钙、1～2份聚乙二醇、0.5～1份次磷酸钠；所述聚乙二醇为PEG
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400或PEG
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600。5.根据权利要求1所述的一种基于PBAT的可降解复合包装薄膜的加工工艺，其特征在于：所述可降解阻燃剂的制备方法为：将可降解有机粒子超声分散在水中，得到2～3wt％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：向一民，钱长龙，张杰海，葛栋梁，杨旭，
申请(专利权)人：江苏玉宇环保新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：