阅读说明：本技术 一种可降解薄膜及制备方法 (Degradable film and preparation method thereof ) 是由 袁东平 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可降解薄膜,由以下原料制成：一种可降解薄膜,各组分以重量百分比计：PVA50%～60%、玉米淀粉20%～30%、甘油20%～30%、交联剂PLA2.5%～3%、填充改性剂甘蔗纤维20%～30%和纯化水870%～1000%,一种可降解薄膜的制备方法,包括以下步骤：A、浸泡：在蒸汽加热搅拌罐中加入PVA50%～60%、纯化水500%～600%搅拌均匀,静置后备用,本发明通过将小分子的填充改性剂甘蔗纤维填充入大分子的PVA和淀粉结构中,得到强度更高的PVA薄膜,增强薄膜的耐水能力,薄膜在浸水一段时间后仍保持一定强度和弹性,可以二次循环使用,在长时间浸水后最终水解破裂,降解过程迅速,减少废弃物的丢弃,分步加热、分步混合的做法使淀粉等有机原料不至于过热分解,影响交联。(The invention discloses a degradable film which is prepared from the following raw materials: a degradable film comprises the following components in percentage by weight: PVA50% -60%, corn starch 20% -30%, glycerin 20% -30%, cross-linking agent PLA2.5% -3%, filling modifier sugarcane fiber 20% -30% and purified water 870% -1000%, and a preparation method of the degradable film comprises the following steps: A. soaking: the method comprises the steps of adding 50-60% of PVA and 500-600% of purified water into a steam heating stirring tank, uniformly stirring, standing for later use, filling micromolecule filling modifier sugarcane fibers into macromolecular PVA and starch structures to obtain a PVA film with higher strength, enhancing the water resistance of the film, keeping certain strength and elasticity of the film after being soaked for a period of time, being capable of being recycled for the second time, finally hydrolyzing and breaking after being soaked for a long time, reducing the discard of wastes, and avoiding the overheating decomposition and the influence on crosslinking of organic raw materials such as starch by the methods of heating step by step and mixing step by step.)

一种可降解薄膜及制备方法

技术领域

本发明涉及可降解薄膜及制备技术领域，具体涉及一种可降解薄膜及制备方法。

背景技术

目前市场上同类产品的情况特点：以PVA这种水溶性材料作为成膜的主要成分，其产品的显著特点就是水溶性，无毒无味，溶于水后可被微生物降解利用，PVA成膜后防静电效果好，可直接印刷，不用经过电晕处理，但是此薄膜造价比普通塑料高一倍，市场化进程缓慢，PVA制成的食品或非食品薄膜强度比普通塑料低，但降解速率很高，环境保护作用明显，目前市场上同类产品的缺陷：PVA薄膜极易溶于水，抗水性不足，无法二次循环使用，制成薄膜后在室温环境（温度25℃、湿度30%）下容易失水，造成薄膜干燥、起伏不平、使用寿命明显缩短，薄膜强度低，其各项物理参数达不到普通聚乙烯薄膜强度的一半。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种增强其疏水性和抗拉强度、增强保水能力的可降解薄膜。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可降解薄膜，各组分以重量百分比计：PVA50%～60%、玉米淀粉20%～30%、甘油20%～30%、交联剂PLA2.5%～3%、填充改性剂甘蔗纤维20%～30%和纯化水870%～1000%。

一种可降解薄膜的制备方法，包括以下步骤：

A、浸泡：在蒸汽加热搅拌罐中加入PVA50%～60%、纯化水500%～600%搅拌均匀，静置后备用；在容器1中加入玉米淀粉20%～30%、纯化水200%～300%，经过4h～6h的浸泡备用；在容器2中加入甘油20%～30%、交联剂PLA2.5%～3%、纯化水100%～200%搅拌均匀后备用；

B、溶解：对电加热搅拌罐进行预热30min，设定温度100℃～120℃，加热4h以上，搅拌机功率100W,转速80r/min,待电加热搅拌罐加热到3h～4h时，将容器1中浸泡4h～6h的物料均匀加入电加热搅拌罐中；

C、混合：加入容器1中的物料搅拌30min～60min，之后将容器2中的混合溶液缓慢滴加罐中并搅拌，搅拌20min以上，最后将填充改性剂甘蔗纤维2.5%～3%添加罐中，搅拌完成共聚混合；

D、静置：将步骤C混合好的料在100℃～120℃条件下，静置1h以上；

E、拉膜：提前预热流延膜机，利用泵将物料从电加热搅拌罐转移到流延膜机物料入口处，流延拉膜、自动收卷；

F、烘干：可降解薄膜在烘干室中分段分温度烘干；

G、保存：从流延膜机上收取可降解薄膜，进行收卷保存。

优选的，所述步骤A中蒸汽加热搅拌罐中物料静置的时间不低于12h。

优选的，在所述步骤A的基础上还包括补水，容器1中再次补水250%～300%。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过将小分子的填充改性剂甘蔗纤维填充入大分子的PVA和淀粉结构中，通过特异性改性剂、交联剂PLA的交联作用，得到强度更高的PVA薄膜，相应的其耐水能力也得到了增强，薄膜在浸水一段时间后仍保持一定强度和弹性，可以二次循环使用，在长时间浸水后最终水解破裂，其降解过程十分迅速，极大地减少了废弃物的丢弃。

（2）分步加热、分步混合的做法使淀粉等有机原料不至于过热分解，影响交联，逐步加入填充改性剂甘蔗纤维能够使PVA和淀粉等物质在混合均匀的情况下改性的更为完全充分，避免长时间加热带来的各种不利因素。

（3）通过长时间的静置，使混合物结构更加稳定，熟化完全。

（4）采用流延法制膜使膜的均匀度、拉伸强度得到有效提高，分段冷却干燥使膜中气泡数量降低，膜的光泽度好。

附图说明：

图1是本发明的制备流程示意图；

图2是本发明的制备流程示意图；

图3是本发明的混合物分子结构简图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1：

实验室制备少量PVA可降解薄膜的方法如下，配方；PVA100g、玉米淀粉40g、甘油40g、交联剂PLA5g、填充改性剂甘蔗纤维10g和纯化水1700g。

其中，PVA与交联剂PLA互溶效果好，并都具有降解作用，甘油具有增塑作用，淀粉和填充改性剂甘蔗纤维都具有填充作用，并使他们之间具有很好的生物相容性。

实验室制备少量PVA可降解薄膜的方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：

A、浸泡：在容积为5L的蒸汽加热搅拌罐中加入PVA100g、纯化水1000g搅拌均匀，静置12h后备用；在体积为1L容器1中加入玉米淀粉40g、纯化水400g，经过4h的浸泡备用；在容器2中加入甘油40g、交联剂PLA5g、纯化水200g搅拌均匀后备用。

B、溶解：对电加热搅拌罐进行预热30min，设定温度100℃，加热4h，搅拌机功率100W,转速80r/min,不断搅拌能够让电加热搅拌罐中的混合物均匀受热、溶解完全，待电加热搅拌罐加热到3h时，将容器1中浸泡4h的物料均匀加入电加热搅拌罐中。

B1、补水：容器1中再次补水500g，考虑到PVA不易溶解，溶化过程中水分蒸发多，在容器1中再次补水500g来能保证做出来的胶液的含水量和粘度，制成薄膜后在室温环境（温度25℃、湿度30%）相对于现有的可降解薄膜不易失水，薄膜含水量更多，内部结构平整，使用寿命延长；

C、混合：加入容器1中的物料搅拌30min，之后将容器2中的混合溶液缓慢滴加罐中并搅拌，搅拌20min，最后将填充改性剂甘蔗纤维2.5g添加罐中，搅拌完成共聚混合；

在溶解和混合的步骤中实现分步加热、分步混合，使淀粉等有机原料不至于过热分解，影响交联，逐步加入填充改性剂甘蔗纤维能够使PVA和淀粉等物质在混合均匀的情况下改性的更为完全充分，避免长时间加热带来的各种不利因素；

D、静置：将步骤C混合好的料在100℃条件下，静置1h以上，规定较长的静止时间，能够使混合物结构更加稳定，熟化完全；

E、拉膜：提前预热流延膜机，利用泵将物料从电加热搅拌罐转移到流延膜机物料入口处，按照流延膜机的工艺流程流延拉膜、自动收卷，流延法制膜使膜的均匀度、拉伸强度得到有效提高；

F、烘干：可降解薄膜在烘干室中分段分温度烘干，有利于薄膜的成型，同时利用分段分温度烘干的方式，实现分段冷却干燥，使膜中气泡数量降低，让膜的光泽度较好；

G、保存：从流延膜机上收取可降解薄膜，进行收卷保存。

如图3所示，本发明是将小分子的填充改性剂甘蔗纤维填充入大分子的PVA和淀粉结构中，通过特异性改性剂、交联剂PLA的交联作用，得到强度更高的PVA薄膜，相应的其耐水能力也得到了增强，薄膜在浸水一段时间后仍保持一定强度和弹性，并最终水解破裂，其降解过程十分迅速，极大地减少了废弃物的丢弃。

经多次试验证实，作为一次性购物袋，厚度为0.05毫米，制成购物袋可承重30斤，其纵向和横向拉伸强度均达到国家规定超市塑料袋的强度标准；将该薄膜制成0.015毫米、幅宽120厘米的农用地膜，用于菜瓜种植，三个月之后，薄膜几乎肉眼看不见，在菜瓜的生长过程中起到了保温、保水、解决杂草横生的难题，相应的也不需施加农药等环境危害物，度过菜瓜的生长周期后，经雨水、光、热、土壤和微生物的共同作用使薄膜降解迅速，省去了地膜回收及对土地造成的白色污染等麻烦；将该薄膜制成0.05毫米，幅宽15厘米的铝合金门窗外包装带，可省去电晕处理去静电的工序，直接印刷商标图案，并且依据正常的缠绕方式，完全可以保证门窗从出厂到安装使用过程中，门窗不变形、不留水渍、关键部件不生锈，并且在安装完成后丢弃产品在6个月会完全降解，不留痕迹，将其用在塑料注塑产品及陶瓷制品的外包装上，能够很好地避免产品在运输途中的损坏，使用后丢弃可实现快速降解；经电子喷涂制作成受大众喜爱的墙面装饰品，普通木质墙面可在更换图案时直接水洗擦掉即可，省去了强力清理工作，可按照个人喜好实行定期更换墙面装饰品，同时不产生塑料包装废弃物；将薄膜溶液稀释，添加相应颜料，制成水溶性颜料，用于十字绣图案以及其他需水溶性功能的印刷中，可以起到针对绣点省去颜色查找的麻烦，整幅作品绣制完成后直接水洗，焕然一新。经试验，浸泡一小时普通水洗，干净如新。

实施列2

一种可降解薄膜，各组分以重量百分比计：PVA50%～60%、玉米淀粉20%～30%、甘油20%～30%、交联剂PLA2.5%～3%、填充改性剂甘蔗纤维20%～30%和纯化水870%～1000%。

其中，PVA与交联剂PLA互溶效果好，并都具有降解作用，甘油具有增塑作用，淀粉和填充改性剂甘蔗纤维都具有填充作用，并使他们之间具有很好的生物相容性。

一种可降解薄膜的制备方法，包括以下步骤：

A、浸泡：在蒸汽加热搅拌罐中加入PVA50%～60%、纯化水500%～600%搅拌均匀，静置12h以上后备用；在容器1中加入玉米淀粉20%～30%、纯化水200%～300%，经过4h～6h的浸泡备用；在容器2中加入甘油20%～30%、交联剂PLA2.5%～3%、纯化水100%～200%搅拌均匀后备用。

B、溶解：对电加热搅拌罐进行预热30min，设定温度100℃～120℃，加热4h以上，搅拌机功率100W,转速80r/min,待电加热搅拌罐加热到3h～4h时，将容器1中浸泡4h～6h的物料均匀加入电加热搅拌罐中。

B1、补水：容器1中再次补水250%～300%，考虑到PVA不易溶解，溶化过程中水分蒸发多，在容器1中再次补水250%～300%来能保证做出来的胶液的含水量和粘度，制成薄膜后在室温环境（温度25℃、湿度30%）相对于现有的可降解薄膜不易失水，薄膜含水量更多，内部结构平整，使用寿命延长。

C、混合：加入容器1中的物料搅拌30min～60min，之后将容器2中的混合溶液缓慢滴加罐中并搅拌，搅拌20min以上，最后将填充改性剂甘蔗纤维2.5%～3%添加罐中，搅拌完成共聚混合。

D、静置：将步骤C混合好的料在100℃～120℃条件下，静置1h以上。

E、拉膜：提前预热流延膜机，利用泵将物料从电加热搅拌罐转移到流延膜机物料入口处，按照具体工艺流程流延拉膜、自动收卷。

F、烘干：可降解薄膜在烘干室中分段分温度烘干。

G、保存：从流延膜机上收取可降解薄膜，进行收卷保存。

实施例2的工作原理同实施例1。

实施列3

一种可降解薄膜，各组分以重量百分比计：PVA50%、玉米淀粉20%、甘油20%、交联剂PLA2.5%、填充改性剂甘蔗纤维20%和纯化水870%。

其中，PVA与交联剂PLA互溶效果好，并都具有降解作用，甘油具有增塑作用，淀粉和填充改性剂甘蔗纤维都具有填充作用，并使他们之间具有很好的生物相容性。

如图1和图2所示，一种可降解薄膜的制备方法，包括以下步骤：

A、浸泡：在蒸汽加热搅拌罐中加入PVA50%、纯化水500%搅拌均匀，静置12h后备用；在容器1中加入玉米淀粉20%、纯化水200%，经过4h的浸泡备用；在容器2中加入甘油20%、交联剂PLA2.5%、纯化水100%搅拌均匀后备用。

B、溶解：对电加热搅拌罐进行预热30min，设定温度100℃，加热4h以上，搅拌机功率100W,转速80r/min,待电加热搅拌罐加热到3h时，将容器1中浸泡4h的物料均匀加入电加热搅拌罐中。

B1、补水：容器1中再次补水250%，考虑到PVA不易溶解，溶化过程中水分蒸发多，在容器1中再次补水250%～300%来能保证做出来的胶液的含水量和粘度，制成薄膜后在室温环境（温度25℃、湿度30%）相对于现有的可降解薄膜不易失水，薄膜含水量更多，内部结构平整，使用寿命延长。

C、混合：加入容器1中的物料搅拌30min，之后将容器2中的混合溶液缓慢滴加罐中并搅拌，搅拌20min以上，最后将填充改性剂甘蔗纤维2.75%添加罐中，搅拌完成共聚混合。

D、静置：将步骤C混合好的料在100℃条件下，静置1h以上。

E、拉膜：提前预热流延膜机，利用泵将物料从电加热搅拌罐转移到流延膜机物料入口处，按照具体工艺流程流延拉膜、自动收卷。

F、烘干：可降解薄膜在烘干室中分段分温度烘干。

G、保存：从流延膜机上收取可降解薄膜，进行收卷保存。

实施例3的工作原理同实施例1。

实施例4

一种可降解薄膜，各组分以重量百分比计：PVA55%、玉米淀粉25%、甘油25%、交联剂PLA2.75%、填充改性剂甘蔗纤维25%和纯化水935%。

其中，PVA与交联剂PLA互溶效果好，并都具有降解作用，甘油具有增塑作用，淀粉和填充改性剂甘蔗纤维都具有填充作用，并使他们之间具有很好的生物相容性。

一种可降解薄膜的制备方法，包括以下步骤：

A、浸泡：在蒸汽加热搅拌罐中加入PVA55%、纯化水550%搅拌均匀，静置12h以上后备用；在容器1中加入玉米淀粉25%、纯化水250%，经过5h的浸泡备用；在容器2中加入甘油25%、交联剂PLA2.75%、纯化水150%搅拌均匀后备用。

B、溶解：对电加热搅拌罐进行预热30min，设定温度110℃，加热4h以上，搅拌机功率100W,转速80r/min,待电加热搅拌罐加热到3.5h时，将容器1中浸泡5h的物料均匀加入电加热搅拌罐中。

B1、补水：容器1中再次补水275%，考虑到PVA不易溶解，溶化过程中水分蒸发多，在容器1中再次补水275%来能保证做出来的胶液的含水量和粘度，制成薄膜后在室温环境（温度25℃、湿度30%）相对于现有的可降解薄膜不易失水，薄膜含水量更多，内部结构平整，使用寿命延长。

C、混合：加入容器1中的物料搅拌45min，之后将容器2中的混合溶液缓慢滴加罐中并搅拌，搅拌20min以上，最后将填充改性剂甘蔗纤维2.75%添加罐中，搅拌完成共聚混合。

D、静置：将步骤C混合好的料在110℃条件下，静置1h以上。

E、拉膜：提前预热流延膜机，利用泵将物料从电加热搅拌罐转移到流延膜机物料入口处，按照具体工艺流程流延拉膜、自动收卷。

F、烘干：可降解薄膜在烘干室中分段分温度烘干。

G、保存：从流延膜机上收取可降解薄膜，进行收卷保存。

实施例4的工作原理同实施例1

实施列5

一种可降解薄膜，各组分以重量百分比计：PVA60%、玉米淀粉30%、甘油30%、交联剂PLA3%、填充改性剂甘蔗纤维30%和纯化水1000%。

其中，PVA与交联剂PLA互溶效果好，并都具有降解作用，甘油具有增塑作用，淀粉和填充改性剂甘蔗纤维都具有填充作用，并使他们之间具有很好的生物相容性。

一种可降解薄膜的制备方法，包括以下步骤：

A、浸泡：在蒸汽加热搅拌罐中加入PVA60%、纯化水600%搅拌均匀，静置12h以上后备用；在容器1中加入玉米淀粉30%、纯化水300%，经过6h的浸泡备用；在容器2中加入甘油30%、交联剂PLA3%、纯化水200%搅拌均匀后备用。

B、溶解：对电加热搅拌罐进行预热30min，设定温度120℃，加热4h以上，搅拌机功率100W,转速80r/min,待电加热搅拌罐加热到4h时，将容器1中浸泡6h的物料均匀加入电加热搅拌罐中。

B1、补水：容器1中再次补水300%，考虑到PVA不易溶解，溶化过程中水分蒸发多，在容器1中再次补水300%来能保证做出来的胶液的含水量和粘度，制成薄膜后在室温环境（温度25℃、湿度30%）相对于现有的可降解薄膜不易失水，薄膜含水量更多，内部结构平整，使用寿命延长。

C、混合：加入容器1中的物料搅拌60min，之后将容器2中的混合溶液缓慢滴加罐中并搅拌，搅拌20min以上，最后将填充改性剂甘蔗纤维3%添加罐中，搅拌完成共聚混合。

D、静置：将步骤C混合好的料在120℃条件下，静置1h以上。

E、拉膜：提前预热流延膜机，利用泵将物料从电加热搅拌罐转移到流延膜机物料入口处，按照具体工艺流程流延拉膜、自动收卷。

F、烘干：可降解薄膜在烘干室中分段分温度烘干。

G、保存：从流延膜机上收取可降解薄膜，进行收卷保存。

实施例5的工作原理同实施例1。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。