一种可自然降解塑料袋及其生产工艺
阅读说明：本技术 一种可自然降解塑料袋及其生产工艺 (Naturally degradable plastic bag and production process thereof ) 是由 郑瑞玲 于 2021-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及塑料袋生产技术领域,更具体地说它涉及一种可自然降解塑料袋及其生产工艺；由下列重量份的原料制得：聚乳酸75-95份、聚丁二酸丁二醇酯48-65份、聚乙烯7-10份、功能剂3.0-4.5份、调节剂2.8-3.6份、增强纤维20-30份、改性分解促进剂4.0-4.8、填充剂5-8份和润滑剂3.8-4.5份；本发明制备的塑料袋不仅具有很好的光泽和触感,且具有很好的力学性能,提高了其品质。再者,其废弃物可自然降解,不会对环境造成污染,减少了白色垃圾的产生；另外,塑料袋本身被分解后产生的残渣还能清除土壤中的重金属,起到修复土壤和堆肥的功效。(The invention relates to the technical field of plastic bag production, in particular to a naturally degradable plastic bag and a production process thereof; the feed is prepared from the following raw materials in parts by weight: 75-95 parts of polylactic acid, 48-65 parts of polybutylene succinate, 7-10 parts of polyethylene, 3.0-4.5 parts of functional agent, 2.8-3.6 parts of regulator, 20-30 parts of reinforcing fiber, 4.0-4.8 parts of modified decomposition accelerator, 5-8 parts of filler and 3.8-4.5 parts of lubricant; the plastic bag prepared by the invention has good luster and touch, good mechanical property and improved quality. Moreover, the waste can be naturally degraded, so that the environment is not polluted, and the generation of white garbage is reduced; in addition, the residues generated after the plastic bag is decomposed can also remove heavy metals in the soil, and the effects of restoring the soil and composting are achieved.)
技术领域
本发明涉及塑料袋生产技术领域，更具体地说它涉及一种可自然降解塑料袋及其生产工艺。
背景技术
塑料袋是由薄而具有可燃性的塑料膜制造而成的袋子，被用来装其他物品，常见于超级市场、传统市场、百货公司、仓库、垃圾场等地，是人们日常生活中必不可少的物品。
塑料袋因廉价、重量极轻、容量大、便于收纳等优点而被广泛使用，但又因其降解周期极长、处理困难，易产生白色污染，污染环境的缺点而被部分国家禁止生产和使用。
基于上述技术问题，提供一种可自然降解塑料袋及其生产工艺，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可自然降解塑料袋，其优点在于：不仅可自然降解，减少白色垃圾的产生，且被分解后产生的残渣还能清除土壤中的重金属，起到了修复土壤和堆肥的功效。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种可自然降解塑料袋，由下列重量份的原料制得：聚乳酸75-95份、聚丁二酸丁二醇酯48-65份、聚乙烯7-10份、功能剂3.0-4.5份、调节剂2.8-3.6份、增强纤维20-30份、改性分解促进剂4.0-4.8、填充剂5-8份和润滑剂3.8-4.5份。
通过采用上述技术方案：本发明以聚乳酸作为主要原料，使得制备的塑料袋本身不仅具有很好的光泽和触感，而且还具有很好的生物降解性。其中，聚丁二酸丁二醇酯也容易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。
综上，本发明所制备的塑料袋本身能最大限度地被自然降解，减少白色垃圾的产生。
本发明进一步设置为：所述功能剂选用A-6641或EsunBio5004K中的任意一种。
通过采用上述技术方案：功能剂的使用，不仅能有效地改善聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯及聚乙烯之间的界面强度，还能有效地改善填充剂、改性分解促进剂及增强纤维与聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯及聚乙烯之间的界面结合力，使得填充剂和增强纤维等物质能均匀分散在聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯及聚乙烯形成的熔相内，从而起到改善塑料袋性能的目的。
本发明进一步设置为：所述调节剂选用抗氧剂1010或抗氧剂264中的任意一种。
通过采用上述技术方案：调节剂的使用能对塑料袋起到缓慢氧化的作用，配合土壤中的微生物有效地对塑料袋进行降解，减小白色垃圾的产生。
本发明进一步设置为：所述复合增强纤维选用丽赛纤维。
通过采用上述技术方案：丽赛纤维的使用，能显著提高所制备的塑料袋的弹性模量，使其具有优越的力学性能。再者，丽赛纤维本身属于天然植物纤维，其废弃物可自然降解，不会对环境造成污染。
本发明进一步设置为：所述改性分解促进剂的制备方法包括以下步骤：
a、准确称定量的水质量分数小于1％的干燥微细化淀粉及质量为其25-40％的BiofillerTM108C，并将称量后的淀粉置于混合容器中；
b、准确称取质量为淀粉2-4％的二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，并按照10-15mL/g的标准向二硬脂酰氧异丙基铝酸酯中加入醋酸乙酯，同时将步骤a中称量的BiofillerTM108C加入其中，混合搅拌均匀后，得三者所形成的混合物；
c、在室温条件下，将步骤b中所得的混合物滴入混合容器内的干燥微细化淀粉中，边滴加边以120-200r/min的速率对其进行预混合3-5min，然后将所得转入捏合机中进行加热搅拌；其中，捏合机内的加热温度设置为60-80℃，搅拌时间设置为30-50min；转速设置为30-60rpm；d、将步骤c最终所得置于反应釜中，并在100-120℃的温度下反应100-150min，待反应结束后，将反应釜内的混合物冷却至室温，反应釜内所得即为改性分解促进剂成品。
通过采用上述技术方案：本发明通过二硬脂酰氧异丙基铝酸酯对干燥微细化淀粉的表面进行改性，改性后的干燥微细化淀粉表面形成丰富的疏水基团，其有亲水性变为疏水性，即不会出现塑料袋遇水使得淀粉溶解，最终使BiofillerTM108C暴露出来的现象，保证了塑料袋的正常使用。
再者，其与BiofillerTM108C相互混合并最后制成改性分解促进剂。当塑料袋与土壤接触后，在土壤中微生物的作用下，淀粉本身被消耗(其本身可以作为微生物的能量源)，然后改性分解促进剂中的BiofillerTM108C被暴露出来，其不仅能加速塑料袋的生物降解的速率，还能加速其光氧化降解的速率。保证塑料袋能快速且完全地被降解，不会对环境造成污染。而且，BiofillerTM108C本身也比较环保，不会对环境造成二次污染。另外，塑料袋本身被分解后产生的残渣还能清除土壤中的重金属，起到修复土壤和堆肥的功效。
本发明进一步设置为：所述填充剂选用碳酸钙或碳酸钡，且所述填充剂的细度为700-800目。
通过采用上述技术方案：填充剂的使用，不仅能有效地提高本发明所制备的塑料袋的拉伸强度。而且，其与功能剂之间的配合使用，能对其他原料起到增容的作用，使得各物料均匀分散在聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯及聚乙烯形成的熔相内，保证了塑料袋的品质。
本发明进一步设置为：所述润滑剂选用硬脂酸十八烷醇酯或石蜡中的任意一种。
通过采用上述技术方案：润滑剂的使用，能有效地降低各物料之间的摩擦力，使得各物料能均匀地融合并分散在聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯及聚乙烯形成的熔相内，保证制备出的塑料袋的品质。
本发明的另一个目的在于提供一种可自然降解塑料袋的生产工艺，包括如下步骤：
S1、按照上述重量份配比准确称取各原料，并采用纤维剪切机将单根增强纤维剪切成适合长度的植物纤维，再将各原料分别保存，备用；
S2、将除聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯及剪切后的植物纤维以外的各原料置于高速混合机中均匀混合，然后再分别将植物纤维、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯及聚乙烯加入其中，再经高速混合后，通过双螺杆挤出机将物料熔融挤出、造粒；
S3、将步骤S2中得到的粒料转入吹膜机中，并将吹膜机预先加热至180-210℃，然后在开机温度为110-135℃的条件下进行吹膜处理，得到具有一定厚度的膜纸；
S4、将步骤S3中所得的膜纸在自然条件下冷却至室温，再利用塑料袋封口机对所得膜纸的底部进行封口处理，待封口完毕后，将其整体压平，备用；
S5、使用裁剪机对S4中压平后的塑料袋的四周进行裁剪，使其边缘平整，即可得可降解塑料袋成品；然后对所制得的塑料袋进行检测，并剔除质量不合格的残次品。
通过采用上述技术方案：本发明中所采用的原料大都是可降解的，所制备出的塑料袋本身也具有很好的可降解性能。其废弃物可自然降解，不会对环境造成污染，减少白色垃圾的产生，保护环境了环境。再者，本发明所制备的塑料袋还具有优越的力学性能及较好的触感，提高了塑料袋的品质。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明制备的塑料袋可自然降解，减少白色垃圾的产生；
2、本发明制备的塑料袋被分解后产生的残渣能清除土壤中的重金属，起到修复土壤和堆肥的功效。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清除，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述。基于本发明的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种可自然降解塑料袋，由下列重量份的原料制得：聚乳酸75份、聚丁二酸丁二醇酯48份、聚乙烯7份、功能剂3.0份、调节剂2.8份、增强纤维20份、改性分解促进剂4.0、填充剂5份和润滑剂3.8份。
功能剂选用A-6641。
调节剂选用抗氧剂1010。
复合增强纤维选用丽赛纤维。
改性分解促进剂的制备方法包括以下步骤：
a、准确称定量的水质量分数小于0.6％的干燥微细化淀粉及质量为其25％的BiofillerTM108C，并将称量后的淀粉置于混合容器中；
b、准确称取质量为淀粉2％的二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，并按照10mL/g的标准向二硬脂酰氧异丙基铝酸酯中加入醋酸乙酯，同时将步骤a中称量的BiofillerTM108C加入其中，混合搅拌均匀后，得三者所形成的混合物；
c、在室温条件下，将步骤b中所得的混合物滴入混合容器内的干燥微细化淀粉中，边滴加边以120r/min的速率对其进行预混合3min，然后将所得转入捏合机中进行加热搅拌；
其中，捏合机内的加热温度设置为60-80℃，搅拌时间设置为30min；转速设置为30rpm；d、将步骤c最终所得置于反应釜中，并在100℃的温度下反应100min，待反应结束后，将反应釜内的混合物冷却至室温，反应釜内所得即为改性分解促进剂成品。
填充剂选用碳酸钙，且填充剂的细度为700目。
润滑剂选用硬脂酸十八烷醇酯。
一种可自然降解塑料袋的生产工艺，包括如下步骤：
S1、按照上述重量份配比准确称取各原料，并采用纤维剪切机将单根增强纤维剪切成适合长度的植物纤维，再将各原料分别保存，备用；
S2、将除聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯及剪切后的植物纤维以外的各原料置于高速混合机中均匀混合，然后再分别将植物纤维、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯及聚乙烯加入其中，再经高速混合后，通过双螺杆挤出机将物料熔融挤出、造粒；
S3、将步骤S2中得到的粒料转入吹膜机中，并将吹膜机预先加热至180℃，然后在开机温度为110℃的条件下进行吹膜处理，得到具有一定厚度的膜纸；
S4、将步骤S3中所得的膜纸在自然条件下冷却至室温，再利用塑料袋封口机对所得膜纸的底部进行封口处理，待封口完毕后，将其整体压平，备用；
S5、使用裁剪机对S4中压平后的塑料袋的四周进行裁剪，使其边缘平整，即可得可降解塑料袋成品；然后对所制得的塑料袋进行检测，并剔除质量不合格的残次品。
实施例2：
一种可自然降解塑料袋，由下列重量份的原料制得：聚乳酸85份、聚丁二酸丁二醇酯55份、聚乙烯8份、功能剂3.5份、调节剂3.2份、增强纤维25份、改性分解促进剂4.5、填充剂6份和润滑剂4.2份。
功能剂选用EsunBio5004K。
调节剂选用抗氧剂264。
复合增强纤维选用丽赛纤维。
改性分解促进剂的制备方法包括以下步骤：
a、准确称定量的水质量分数小于0.8％的干燥微细化淀粉及质量为其30％的BiofillerTM108C，并将称量后的淀粉置于混合容器中；
b、准确称取质量为淀粉3％的二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，并按照12mL/g的标准向二硬脂酰氧异丙基铝酸酯中加入醋酸乙酯，同时将步骤a中称量的BiofillerTM108C加入其中，混合搅拌均匀后，得三者所形成的混合物；
c、在室温条件下，将步骤b中所得的混合物滴入混合容器内的干燥微细化淀粉中，边滴加边以160r/min的速率对其进行预混合4min，然后将所得转入捏合机中进行加热搅拌；
其中，捏合机内的加热温度设置为70℃，搅拌时间设置为40min；转速设置为48rpm；
d、将步骤c最终所得置于反应釜中，并在110℃的温度下反应120min，待反应结束后，将反应釜内的混合物冷却至室温，反应釜内所得即为改性分解促进剂成品。
填充剂选用碳酸钡，且填充剂的细度为750目。
润滑剂选用石蜡。
一种可自然降解塑料袋的生产工艺，包括如下步骤：
S1、按照上述重量份配比准确称取各原料，并采用纤维剪切机将单根增强纤维剪切成适合长度的植物纤维，再将各原料分别保存，备用；
S2、将除聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯及剪切后的植物纤维以外的各原料置于高速混合机中均匀混合，然后再分别将植物纤维、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯及聚乙烯加入其中，再经高速混合后，通过双螺杆挤出机将物料熔融挤出、造粒；
S3、将步骤S2中得到的粒料转入吹膜机中，并将吹膜机预先加热至200℃，然后在开机温度为120℃的条件下进行吹膜处理，得到具有一定厚度的膜纸；
S4、将步骤S3中所得的膜纸在自然条件下冷却至室温，再利用塑料袋封口机对所得膜纸的底部进行封口处理，待封口完毕后，将其整体压平，备用；
S5、使用裁剪机对S4中压平后的塑料袋的四周进行裁剪，使其边缘平整，即可得可降解塑料袋成品；然后对所制得的塑料袋进行检测，并剔除质量不合格的残次品。
实施例3：
一种可自然降解塑料袋，由下列重量份的原料制得：聚乳酸95份、聚丁二酸丁二醇酯65份、聚乙烯10份、功能剂4.5份、调节剂3.6份、增强纤维30份、改性分解促进剂4.8、填充剂8份和润滑剂4.5份。
功能剂选用A-6641。
调节剂选用抗氧剂1010。
复合增强纤维选用丽赛纤维。
改性分解促进剂的制备方法包括以下步骤：
a、准确称定量的水质量分数小于1％的干燥微细化淀粉及质量为其40％的BiofillerTM108C，并将称量后的淀粉置于混合容器中；
b、准确称取质量为淀粉4％的二硬脂酰氧异丙基铝酸酯，并按照15mL/g的标准向二硬脂酰氧异丙基铝酸酯中加入醋酸乙酯，同时将步骤a中称量的BiofillerTM108C加入其中，混合搅拌均匀后，得三者所形成的混合物；
c、在室温条件下，将步骤b中所得的混合物滴入混合容器内的干燥微细化淀粉中，边滴加边以200r/min的速率对其进行预混合5min，然后将所得转入捏合机中进行加热搅拌；
其中，捏合机内的加热温度设置为80℃，搅拌时间设置为50min；转速设置为60rpm；
d、将步骤c最终所得置于反应釜中，并在120℃的温度下反应150min，待反应结束后，将反应釜内的混合物冷却至室温，反应釜内所得即为改性分解促进剂成品。
填充剂选用碳酸钙，且填充剂的细度为800目。
润滑剂选用硬脂酸十八烷醇酯。
一种可自然降解塑料袋的生产工艺，包括如下步骤：
S1、按照上述重量份配比准确称取各原料，并采用纤维剪切机将单根增强纤维剪切成适合长度的植物纤维，再将各原料分别保存，备用；
S2、将除聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯及剪切后的植物纤维以外的各原料置于高速混合机中均匀混合，然后再分别将植物纤维、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯及聚乙烯加入其中，再经高速混合后，通过双螺杆挤出机将物料熔融挤出、造粒；
S3、将步骤S2中得到的粒料转入吹膜机中，并将吹膜机预先加热至210℃，然后在开机温度为135℃的条件下进行吹膜处理，得到具有一定厚度的膜纸；
S4、将步骤S3中所得的膜纸在自然条件下冷却至室温，再利用塑料袋封口机对所得膜纸的底部进行封口处理，待封口完毕后，将其整体压平，备用；
S5、使用裁剪机对S4中压平后的塑料袋的四周进行裁剪，使其边缘平整，即可得可降解塑料袋成品；然后对所制得的塑料袋进行检测，并剔除质量不合格的残次品。
性能检测：
对比例：山东某可降解塑料袋生产公司生产的可降解塑料袋；
分别对采用本发明提供的实施例1-3生产的可降解塑料袋及对比例中的可降解塑料袋的相关性能进行检测，所得检测数据记录于下表：
注1：检测塑料袋清除重金属离子的实验方法为：将等量的对比例提供的塑料袋和实施例1-3制备的塑料袋埋入含有Cu2+及Pb2+的土壤内60天，并测量埋入前土壤内重金属离子的浓度及60天后土壤内重金属离子的浓度，并根据下式计算重金属离子的减少率：
(M表示Cu或Pb)
从上表中的相关数据可知：通过本发明生产的可降解塑料袋不仅具有很好的力学性能，而且其废弃物可自然降解，不会对环境造成污染，这也减少白色垃圾的产生。另外，塑料袋本身被分解后产生的残渣还能清除土壤中的重金属，起到修复土壤的作用。
综上，本发明生产的可降解塑料袋质量更好，功能更多，更适宜推广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，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。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种高刚性高模量抗静电PC组合物及其制备方法