[发明专利]一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

通用塑料因其综合性能优异而被广泛应用于各个领域，与钢铁、木材、水泥并列为四大支持材料，年使用量不断上升。通用塑料如聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）等在自然界可长期稳定存在，难以降解，故其废弃之后难以回收处理，给环境造成了严重的污染。生物降解塑料因其在自然环境下可较快降解而成为解决塑料废弃物环境污染问题的有效途径之一，从而引起了人们的高度关注，世界各国竞相发展生物降解塑料。

生物降解塑料是能够在适合的环境条件下经过一定时间跨度后最终分解为二氧化碳和水的一类聚合物材料。这种降解过程通常分为两个过程，首先大分子经过水解、光/氧降解后分子量变小，其后进一步被微生物消耗掉，这类微生物可能是细菌、真菌、酵母菌、藻类等。目前全球的生物降解塑料已达几十种，主要有：生物降解均聚脂，如羟基脂肪酸酯（盐）聚合物（PHAs），聚乳酸（PLA）、聚羟基丁基酯（PHB）、聚己内酯（PCL）、羟基丁基酸-羟基戊酸共聚酯（PHBV）；生物降解共聚酯，如聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚（丁二酸丁二醇酯共己二酸丁二醇酯）（PBSA）等；或是具有多糖结构的天然产物，如热塑性淀粉（TPS）、醋酸纤维素等。上述降解塑料尽管具有良好的生物降解性能，但均因其自身或多或少的缺陷而极大限制了其作为材料单独使用的大规模应用。对生物降解材料进行共混改性，选取性能合适的生物降解材料组份，调节生物降解材料组份之间的配比，改善生物降解材料之间的相容性和采取适宜的材料加工手段，可以在各个生物降解材料之间取长补短，克服各自自身缺陷，开发出能够满足应用要求的各类材料，这是目前生物降解材料的研究热点之一。

近年来，生物降解材料在塑料包装行业应用和发展迅速，生物降解包装材料的品质不断提升和产量不断增加，为了适应市场对生物降解包装材料的更大需求，生物降解包装材料的高功能化，特别是阻隔性，已成为生物降解包装材料的一个重要研究开发方向。生物降解阻隔性材料及其薄膜具有生物降解性和阻氧气及水蒸气的特性。使用时，可有效地保持容器及包装内食品等内容物原有的口感、气味，防止品质劣化，延长商品货架寿命及保质期限；使用后，可堆肥化处理，减少对环境的污染。

目前，广泛应用于食品和医药领域的阻隔性材料均为传统塑料制成的具有多层结构的薄膜制品，尽管其具有良好的阻隔性能，但在自然界中其可以长期稳定存在，难以降解，故其废弃之后难以回收处理，给环境造成了严重的污染。而应用于包装领域的生物降解材料又不具有阻隔性，无法大量应用于食品和医药领域。

发明内容

为了克服现有的生物降解性薄膜不具有阻隔性的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，该薄膜具有阻隔性，同时可生物降解，可广泛应用于食品和医药领域，在其废弃后可堆肥化处理，能减少对环境的污染。

本发明的另一目的在于提供上述含淀粉的生物降解阻隔性薄膜的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述含淀粉的生物降解阻隔性薄膜的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其制备原料包括以下质量百分比的成分：

生物降解均聚脂：   0-80%

生物降解共聚酯：   0-80%

乙烯-乙烯醇共聚物：1-30%

淀粉：             5-60%

多元醇：           2-30%。

所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，在堆肥条件下90天内降解率达到90%以上；氧气透过率OTR≤2500ml/m²d·bar，水蒸汽透过率WVTR≤150g/m²·d。

所述的生物降解均聚酯是由羟基脂肪酸类单体通过缩合反应或开环聚合反应得到的；

所述羟基脂肪酸类单体为羟基烷基酸或其环化酯衍生物中的一种以上；

所述羟基脂肪酸类单体优选碳原子数为4~18的羟基脂肪酸或其环化酯衍生物中的一种以上；

所述的羟基脂肪酸类单体优选羟基乙酸、α-羟基丙酸、β-羟基丁酸、羟基丁二酸、5-羟基戊酸、3-羟基己酸、5-羟基己酸、6-羟基己酸、7-羟基庚酸、3,5-二羟基庚酸、羟基辛酸、5-羟基癸酸或5-羟基十二酸中的一种以上；

所述的生物降解均聚酯优选聚乳酸、聚羟基乙酸、聚3-羟基丁酸、聚3-羟基戊酸、聚3-羟基己酸、聚己内酯、聚羟基丁基酸酯或聚戊内酯中的一种以上。