一种可降解塑料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种可降解塑料及其制备方法 (Degradable plastic and preparation method thereof ) 是由 陈狄龙 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可降解塑料及其制备方法,所述可降解塑料的原料成分包括动植物颗粒发酵产物、聚乙烯醇、聚乙二醇、光引发剂、增塑剂；其制备方法包括以下步骤：S1、将虾壳颗粒、蟹壳颗粒置于加热容器中,加热后加入海藻颗粒、棕丝,冷却后得到初步原料；S2、将玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉混合后加入水,得到淀粉混合物；S3、将淀粉混合物、初步原料一同放置于发酵罐中发酵,得到动植物颗粒发酵产物；S4、将聚乙烯醇、聚乙二醇置于加热容器中加热并加入光引发剂,得到中间产物；S5、将动植物颗粒发酵产物、中间产物置于容器中混合后加热至熔融状态,加入增塑剂后得到混合产物；S6、将混合产物置于挤出机中进行挤出即可。(The invention discloses a degradable plastic and a preparation method thereof, wherein the raw material components of the degradable plastic comprise animal and plant particle fermentation products, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, a photoinitiator and a plasticizer; the preparation method comprises the following steps: s1, placing the shrimp shell particles and the crab shell particles in a heating container, heating, adding the seaweed particles and the palm fibers, and cooling to obtain a primary raw material; s2, mixing corn starch, potato starch and sweet potato starch, and adding water to obtain a starch mixture; s3, putting the starch mixture and the primary raw materials into a fermentation tank for fermentation to obtain an animal and plant particle fermentation product; s4, placing polyvinyl alcohol and polyethylene glycol in a heating container, heating and adding a photoinitiator to obtain an intermediate product; s5, mixing the animal and plant particle fermentation product and the intermediate product in a container, heating to a molten state, and adding a plasticizer to obtain a mixed product; and S6, placing the mixed product in an extruder for extrusion.)
技术领域
本发明涉及塑料生产领域，尤其涉及一种可降解塑料及其制备方法。
背景技术
伴随塑料工业的飞速发展，相应的“白色污染”情况也日益严重。面对全球能源危机和持续增长的环境污染，对既具有塑料优良性能，同时又可降解的新型塑料材料的需求越来越迫切。目前所用的可降解塑料生产成本高，制品降解时间长，且降解不彻底，其降解性能和力学性能等方面尚难以满足多种使用要求；因此，有必要研究一种可降解塑料来解决上述问题。
发明内容
本发明目的是针对上述问题，提供一种成本低廉、经济环保的可降解塑料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种可降解塑料，其原料成分包括动植物颗粒发酵产物、聚乙烯醇、聚乙二醇、光引发剂、增塑剂，各个原料成分的质量份数为：动植物颗粒发酵产物8～10份、聚乙烯醇6～8份、聚乙二醇5～6份、光引发剂3～5份、增塑剂1～2份；所述动植物颗粒发酵产物由虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝混合后发酵制成。
进一步的，所述动植物颗粒发酵产物中，虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝的体积比为：3～4:3～8:5～8:2～3:2～3:1～3:1～2。
进一步的，所述虾壳颗粒、蟹壳颗粒的粒径为0.5～1.5mm，海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉的粒径为0.3～0.7mm；所述棕丝的长度为1～2mm。
进一步的，所述光引发剂由氯化偏苯三酸酐、2-异丙基硫杂蒽酮、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、1-羟基环己基苯基酮混合制成，氯化偏苯三酸酐、2-异丙基硫杂蒽酮、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、1-羟基环己基苯基酮的体积比为：5～6:2～3:2～4:1。
进一步的，所述增塑剂由对苯二甲酸二辛基酯、聚丙烯纤维、二季戊四醇、异辛醇混合制成，对苯二甲酸二辛基酯、聚丙烯纤维、二季戊四醇、异辛醇的体积比为：8～10:5～6:2～3:1～2。
一种可降解塑料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按比例称取虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、棕丝，将虾壳颗粒、蟹壳颗粒置于加热容器中，加热至120～150℃后恒温保持2～4小时，然后降温至60～80℃，加入海藻颗粒、棕丝，搅拌均匀后恒温保持2～3小时，冷却至室温后得到初步原料；
S2、按比例称取玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉，将玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉混合后加入等体积的水，搅拌均匀后静置5～6小时，得到淀粉混合物；
S3、将淀粉混合物、初步原料一同放置于发酵罐中，加入纤维素酶进行发酵60～80天，得到动植物颗粒发酵产物；
S4、按比例称取聚乙烯醇、聚乙二醇，将聚乙烯醇、聚乙二醇置于加热容器中加热至80～100℃后加入光引发剂，搅拌均匀后恒温保持8～10小时，得到中间产物；
S5、将动植物颗粒发酵产物、中间产物置于容器中混合后搅拌均匀，然后将其加热至熔融状态，接着加入增塑剂后搅拌均匀，得到混合产物；
S6、将混合产物置于挤出机中进行挤出即可得到所制备可降解塑料。
进一步的，所述步骤S3中，发酵罐内的发酵温度为50～55℃，发酵湿度为72～75％。
进一步的，所述步骤S3中，淀粉混合物、初步原料的质量和与纤维素酶的质量之比为25～30:1。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明通过采用以虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝混合后制成动植物颗粒发酵产物的设计，使得得到的动植物颗粒发酵产物由动物壳体、植物颗粒、植物淀粉混合构成，其可以实现快速降解，有效提高了塑料的降解速率，完全可以满足环境保护的需求；同时其原料成本低廉，制作工艺简单易操作，解决了现有的降解塑料生产工艺复杂、生产成本高的缺陷，降低了塑料对环境的污染量，给环境保护工作带来了一定的贡献。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1、本实施例公开了一种可降解塑料，其原料成分包括动植物颗粒发酵产物、聚乙烯醇、聚乙二醇、光引发剂、增塑剂，各个原料成分的质量份数为：动植物颗粒发酵产物8份、聚乙烯醇6份、聚乙二醇5份、光引发剂3份、增塑剂1份；
所述动植物颗粒发酵产物由虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝混合后发酵制成；虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝的体积比为：3:3:5:2:2:1:1。
所述虾壳颗粒、蟹壳颗粒的粒径为0.5mm，海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉的粒径为0.3mm；所述棕丝的长度为1mm。
所述光引发剂由氯化偏苯三酸酐、2-异丙基硫杂蒽酮、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、1-羟基环己基苯基酮混合制成，氯化偏苯三酸酐、2-异丙基硫杂蒽酮、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、1-羟基环己基苯基酮的体积比为：5:2:2:1。
所述增塑剂由对苯二甲酸二辛基酯、聚丙烯纤维、二季戊四醇、异辛醇混合制成，对苯二甲酸二辛基酯、聚丙烯纤维、二季戊四醇、异辛醇的体积比为：8:5:2:1。
上述可降解塑料的制备步骤为：
S1、按比例称取虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、棕丝，将虾壳颗粒、蟹壳颗粒置于加热容器中，加热至120℃后恒温保持2小时，然后降温至60℃，加入海藻颗粒、棕丝，搅拌均匀后恒温保持2小时，冷却至室温后得到初步原料；
S2、按比例称取玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉，将玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉混合后加入等体积的水，搅拌均匀后静置5小时，得到淀粉混合物；
S3、将淀粉混合物、初步原料一同放置于发酵罐中，发酵罐内的发酵温度为50℃，发酵湿度为72％；加入纤维素酶进行发酵60天，淀粉混合物、初步原料的质量和与纤维素酶的质量之比为25:1；得到动植物颗粒发酵产物；
S4、按比例称取聚乙烯醇、聚乙二醇，将聚乙烯醇、聚乙二醇置于加热容器中加热至80℃后加入光引发剂，搅拌均匀后恒温保持8小时，得到中间产物；
S5、将动植物颗粒发酵产物、中间产物置于容器中混合后搅拌均匀，然后将其加热至熔融状态，接着加入增塑剂后搅拌均匀，得到混合产物；
S6、将混合产物置于挤出机中进行挤出即可得到所制备可降解塑料。
实施例2、本实施例公开了一种可降解塑料，其原料成分包括动植物颗粒发酵产物、聚乙烯醇、聚乙二醇、光引发剂、增塑剂，各个原料成分的质量份数为：动植物颗粒发酵产物9份、聚乙烯醇7份、聚乙二醇5份、光引发剂4份、增塑剂1份；
所述动植物颗粒发酵产物由虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝混合后发酵制成；虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝的体积比为：3:5:6:2:3:2:2。
所述虾壳颗粒、蟹壳颗粒的粒径为1mm，海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉的粒径为0.5mm；所述棕丝的长度为2mm。
所述光引发剂由氯化偏苯三酸酐、2-异丙基硫杂蒽酮、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、1-羟基环己基苯基酮混合制成，氯化偏苯三酸酐、2-异丙基硫杂蒽酮、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、1-羟基环己基苯基酮的体积比为：6:3:3:1。
所述增塑剂由对苯二甲酸二辛基酯、聚丙烯纤维、二季戊四醇、异辛醇混合制成，对苯二甲酸二辛基酯、聚丙烯纤维、二季戊四醇、异辛醇的体积比为：9:5:2:2。
上述可降解塑料的制备步骤为：
S1、按比例称取虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、棕丝，将虾壳颗粒、蟹壳颗粒置于加热容器中，加热至130℃后恒温保持3小时，然后降温至70℃，加入海藻颗粒、棕丝，搅拌均匀后恒温保持2小时，冷却至室温后得到初步原料；
S2、按比例称取玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉，将玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉混合后加入等体积的水，搅拌均匀后静置5小时，得到淀粉混合物；
S3、将淀粉混合物、初步原料一同放置于发酵罐中，发酵罐内的发酵温度为52℃，发酵湿度为73％；加入纤维素酶进行发酵70天，淀粉混合物、初步原料的质量和与纤维素酶的质量之比为28:1；得到动植物颗粒发酵产物；
S4、按比例称取聚乙烯醇、聚乙二醇，将聚乙烯醇、聚乙二醇置于加热容器中加热至90℃后加入光引发剂，搅拌均匀后恒温保持9小时，得到中间产物；
S5、将动植物颗粒发酵产物、中间产物置于容器中混合后搅拌均匀，然后将其加热至熔融状态，接着加入增塑剂后搅拌均匀，得到混合产物；
S6、将混合产物置于挤出机中进行挤出即可得到所制备可降解塑料。
实施例3、本实施例公开了一种可降解塑料，其原料成分包括动植物颗粒发酵产物、聚乙烯醇、聚乙二醇、光引发剂、增塑剂，各个原料成分的质量份数为：动植物颗粒发酵产物10份、聚乙烯醇8份、聚乙二醇6份、光引发剂5份、增塑剂2份；
所述动植物颗粒发酵产物由虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝混合后发酵制成；虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝的体积比为：4:8:8:3:3:3:2。
所述虾壳颗粒、蟹壳颗粒的粒径为1.5mm，海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉的粒径为0.7mm；所述棕丝的长度为2mm。
所述光引发剂由氯化偏苯三酸酐、2-异丙基硫杂蒽酮、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、1-羟基环己基苯基酮混合制成，氯化偏苯三酸酐、2-异丙基硫杂蒽酮、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、1-羟基环己基苯基酮的体积比为：6:3:4:1。
所述增塑剂由对苯二甲酸二辛基酯、聚丙烯纤维、二季戊四醇、异辛醇混合制成，对苯二甲酸二辛基酯、聚丙烯纤维、二季戊四醇、异辛醇的体积比为：10:6:3:2。
上述可降解塑料的制备步骤为：
S1、按比例称取虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、棕丝，将虾壳颗粒、蟹壳颗粒置于加热容器中，加热至150℃后恒温保持4小时，然后降温至80℃，加入海藻颗粒、棕丝，搅拌均匀后恒温保持3小时，冷却至室温后得到初步原料；
S2、按比例称取玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉，将玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉混合后加入等体积的水，搅拌均匀后静置6小时，得到淀粉混合物；
S3、将淀粉混合物、初步原料一同放置于发酵罐中，发酵罐内的发酵温度为55℃，发酵湿度为75％；加入纤维素酶进行发酵80天，淀粉混合物、初步原料的质量和与纤维素酶的质量之比为30:1；得到动植物颗粒发酵产物；
S4、按比例称取聚乙烯醇、聚乙二醇，将聚乙烯醇、聚乙二醇置于加热容器中加热至100℃后加入光引发剂，搅拌均匀后恒温保持10小时，得到中间产物；
S5、将动植物颗粒发酵产物、中间产物置于容器中混合后搅拌均匀，然后将其加热至熔融状态，接着加入增塑剂后搅拌均匀，得到混合产物；
S6、将混合产物置于挤出机中进行挤出即可得到所制备可降解塑料。
本发明通过采用以虾壳颗粒、蟹壳颗粒、海藻颗粒、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、棕丝混合后制成动植物颗粒发酵产物的设计，使得得到的动植物颗粒发酵产物由动物壳体、植物颗粒、植物淀粉混合构成，其可以实现快速降解，有效提高了塑料的降解速率，完全可以满足环境保护的需求；同时其原料成本低廉，制作工艺简单易操作，解决了现有的降解塑料生产工艺复杂、生产成本高的缺陷，降低了塑料对环境的污染量，给环境保护工作带来了一定的贡献。
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