一种可降解型植物纤维餐具及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可降解型植物纤维餐具，属于餐具加工技术领域，所述餐具包括如下重量份原料：密胺树脂40

A degradable vegetable fiber tableware and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种可降解型植物纤维餐具及其制备方法


[0001]本专利技术属于餐具加工
，具体地，涉及一种可降解型植物纤维餐具及其制备方法。

技术介绍

[0002]为了提高餐具使用的安全性和环保性能，现有技术中有利用植物纤维制备餐具。植物纤维餐具是以麦秸、导槽或玉米等为原料，经分解后得到植物纤维，再向植物纤维中混入适量助剂如粘结剂脱模剂等，后注入模具中，在高温高压下利用干压法压制成型。由于植物纤维具有良好的生物降解性能，且不会产生对人体有害的物质，因此植物纤维餐具愈来愈受到人们的关注。另外，相对于纸浆模具餐具，其原料来源广泛，完全不需消耗木材，有利于降低餐具的成本。
[0003]例如在中国专利文献(授权公告号：CN102528881B)中的一种植物纤维餐具及其制备方法，上述方法包括：将原料混合均匀后热压成型，得到植物纤维壳体；所述原料包括重量比为(4
‑
6)∶(0.5
‑
2)∶(2
‑
4)∶1的竹纤维粉、玉米淀粉、脲醛树脂粉和谷糠；对所述植物纤维壳体的表面进行打磨处理；在打磨后的植物纤维壳体表面喷涂或浸涂水性漆料后烘干，得到植物纤维餐具。
[0004]虽然在餐具材料中复配植物纤维，能够有效提高餐具的可降解性能，但是由于植物纤维与聚合物基体的相容性差，会一定程度上降低餐具材料的力学性能。鉴于此，本专利技术研制一种可降解型植物纤维餐具，在使餐具材料具备良好降解性能的基础上，提升力学性能，提高餐具的使用效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种环保型植物纤维餐具生产用木粉配方及加工工艺。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种可降解型植物纤维餐具，包括如下重量份原料：密胺树脂40
‑
50份、秸秆25
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30份、改性纤维素晶体8
‑
10份、添加物4
‑
5份、滑石粉5
‑
7份；
[0008]进一步地，密胺树脂为A5型密胺树脂。
[0009]进一步地，改性纤维素晶体由如下步骤制备：
[0010]S1、按照固液比10g：20
‑
30mL将甘蔗渣分散在NaOH溶液(质量分数5％)中，搅拌均匀，升高温度至80℃，恒温搅拌1h，抽滤，去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性，真空中干燥至恒重，得到处理纤维；
[0011]S2、45℃条件下，按照固液比1g：20mL将处理纤维加入硫酸(质量分数为64％)中，磁力搅拌2h充分水解，加入10倍体积蒸馏水终止反应；获得的混合液于3000r/min离心10min，去除上清液，蒸馏水洗涤沉淀，9000r/min离心10min，去掉上清液，重复数次，直至上层为浅蓝色悬浊液，收集上层悬浊液，超声20min，在4℃下利用蒸馏水透析至pH中性，得到
纳米纤维素悬浮液，冷冻干燥，得到纳米纤维素晶体；
[0012]S3、将纳米纤维素晶体分散于无水吡啶中并超声15
‑
20min，将悬浮液倒入烧瓶，加入乙酸酐溶液，在80℃下搅拌反应8h，通过透析、冷冻干燥获得改性纤维素晶体；纳米纤维素晶体、无水吡啶、乙酸酐溶液的用量比为2g：40mL：25mL；乙酸酐溶液为乙酸酐与吡啶按照体积比7:5
‑
6混合而成；
[0013]通过从废弃的甘蔗渣中提取天然纤维素并加以利用，不仅可以保护环境，还能够充分利用废弃资源，变废为宝；并且对提取的天然纤维素进行改性处理，纤维素经过乙酸酐改性后，表面的
‑
OH与乙酸酐反应，在纤维素晶体上接枝酯基，表面的亲水性
‑
OH转化为酯基，能够有效提高与聚合物基体的相容性，促进纤维素的均匀分散，纤维素晶体的存在能够提高餐具材料的刚度，改善界面应力的传递，从而提高拉伸模量；另外，改性纤维素晶体能够在餐具材料界面处充分流动，使其在界面处更好地扩散，提高餐具材料的冲击强度；有效改善餐具的力学性能。
[0014]进一步地，添加物包括黄原胶和骨胶，还原胶和骨胶的用量质量比为7.5:7；
[0015]由于秸秆中含有结晶度高的纤维素和半纤维素，与黄原胶和骨胶具有良好的相容性，黄原胶和骨胶能够起到骨架支撑和增加粘度的作用，提高餐具材料的力学性能；可当随着骨胶含量的增加,虽然黏结强度不断增强,但是在混合原料的流动性差,在很短的时间内很难达到均匀的流动性,使得局部性能差异过大造成受力不均,从而使得餐具的承重性能下降；此外，黄原胶在植物桔杆降解餐具中起到增稠和稳定的作用,过高或过低都可能使混合原料的流动性变差；因此，通过控制添加物的用量以及黄原胶和骨胶的比例，能够获得力学性能最佳的餐具材料配方。
[0016]一种可降解型植物纤维餐具的制备方法，包括如下步骤：
[0017]第一步、将密胺树脂、秸秆和改性纤维素晶体预先在60℃条件下干燥20
‑
24h，以去除水分；去除水分的目的在于后续防止形成材料空隙；
[0018]第二步、在50
‑
75℃条件下将密胺树脂、秸秆、改性纤维素晶体和添加物置于捏合机中捏合60
‑
80min，然后置于100
‑
120℃烘箱中烘干得捏合料；
[0019]第三步、将捏合料与滑石粉混合后球磨10
‑
20h，得混合粉体；
[0020]第四步、将混合粉体注入到模具中，进行压制固化成型，脱模冷却后得到餐具成品，经过修饰、抛光、质检合格后，得到餐具。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术通过在餐具材料中复配秸秆和改性纤维素晶体，不仅能够有效提升餐具的可降解性能，而且对农业废弃物加以再利用，充分利用废弃资源，变废为宝，达到环保、节能的效果；
[0023]本专利技术对提取的天然纤维素进行改性处理，纤维素经过乙酸酐改性后，表面的
‑
OH与乙酸酐反应，在纤维素晶体上接枝酯基，表面的亲水性
‑
OH转化为酯基，能够有效提高与聚合物基体的相容性，促进纤维素的均匀分散，纤维素晶体的存在能够提高餐具材料的刚度，改善界面应力的传递，从而提高拉伸模量；另外，改性纤维素晶体能够在餐具材料界面处充分流动，使其在界面处更好地扩散，提高餐具材料的冲击强度；有效改善餐具的力学性能；
[0024]本专利技术通过在原料中加入定量的添加物，该添加物是黄原胶和骨胶的混合物，能
够起到良好的粘结、增稠和骨架支撑的作用，且与秸秆具有良好的相容性，有效提高餐具材料的力学性能；
[0025]综上，本专利技术在使餐具具备良好降解性能的基础上，提升力学性能，提高餐具的使用效果，具有更广泛的应用范围。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例，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文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解型植物纤维餐具，其特征在于，包括如下重量份原料：密胺树脂40
‑
50份、秸秆25
‑
30份、改性纤维素晶体8
‑
10份、添加物4
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5份、滑石粉5
‑
7份。2.根据权利要求1所述的一种可降解型植物纤维餐具，其特征在于，所述密胺树脂为A5型密胺树脂。3.根据权利要求1所述的一种可降解型植物纤维餐具，其特征在于，所述改性纤维素晶体由如下步骤制备：S1、按照固液比10g：20
‑
30mL将甘蔗渣分散在NaOH溶液中，搅拌均匀，升高温度至80℃，恒温搅拌1h，抽滤，去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性，真空中干燥至恒重，得到处理纤维；S2、45℃条件下，按照固液比1g：20mL将处理纤维加入硫酸中，磁力搅拌2h充分水解，加入10倍体积蒸馏水终止反应；获得的混合液于3000r/min离心10min，去除上清液，蒸馏水洗涤沉淀，9000r/min离心10min，去掉上清液，重复数次，直至上层为浅蓝色悬浊液，收集上层悬浊液，超声20min，在4℃下利用蒸馏水透析至pH中性，得到纳米纤维素悬浮液，冷冻干燥，得到纳米纤维素晶体；S3、将纳米纤维素晶体分散于无水吡啶中并超声15
‑
20min，将悬浮液倒入烧瓶，加入乙酸酐溶液，在80℃下搅拌反应8...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘思久，刘伦传，
申请(专利权)人：安徽易科环保科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：