[发明专利]一种香蕉皮基全降解薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜材料领域，具体涉及一种香蕉皮基全降解薄膜及其制备方法。

背景技术

近年来，改善生态环境的呼声日益高涨。我国作为一个包装大国，塑料包装制品的使用量巨大，废弃塑料难以降解，残留在环境中形成“白色污染”，严重威胁人类的生存环境。因此，开发环境友好型、无毒、无污染的全生物降解型膜替代传统包装膜已经成为必然趋势。

PVA是一种用途广泛的高分子聚合物，分子中含有大量的羟基，其相邻分子间具有强大的吸引力，具有良好的阻透性、强力粘接性、柔韧性、光泽性、平滑性、耐油性和耐有机溶剂性。PVA易于生物降解，低毒性无刺激，价廉易得，是一种非常有前景的可降解塑料基体材料。然而PVA的耐水性和力学性能较差，限制了PVA基塑料薄膜的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种香蕉皮基全降解薄膜，力学性能良好，具有较好的耐水性，价格低廉，绿色环保。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种香蕉皮基全降解薄膜，其是由下述重量份的原料制得：

香蕉皮20-30，玉米淀粉20-30，玉米棒芯3-5，柠檬酸1-2，聚乙烯醇20-30，甘油15-25，山梨醇酐单硬脂酸酯3-5，正硅酸乙酯4-10，聚乙二醇2-4，羟基硅油2-4。

一种香蕉皮基全降解薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

（1）将香蕉皮洗净后70-80℃条件下干燥并粉碎，与玉米淀粉、玉米棒芯和柠檬酸混合后按固液重量比1：4-1：6加入水80-90℃搅拌3-5h，将pH调至中性后过滤并干燥完全，研磨至500-800目，得混合粉体；

（2）将（1）中得到的混合粉体与聚乙二醇共同加入适量乙醇/水/氨水的混合液中并超声分散10-15min，得混悬液，所述的氨水浓度为25-26%，所述的乙醇/水/氨水混合液中氨水、蒸馏水和乙醇的重量比=1:2:5；

（3）向（2）中得到的混悬液中缓慢滴加乙醇/正硅酸乙酯混合液，于50-60℃充分搅拌反应4-6h，过滤后用无水乙醇洗涤并干燥，得改性粉体；所述的乙醇/正硅酸乙酯混合液中乙醇和正硅酸乙酯的重量比=1:1；

（4）将（3）中得到的改性粉体与聚乙烯醇、山梨醇酐单硬脂酸酯和羟基硅油混合，先于70-80℃搅拌0.5-1h，再加入甘油100-120℃搅拌0.5-1h，最后加入双螺杆挤出机挤出造粒，得薄膜粒料；

（5）将（4）中得到的薄膜粒料用吹膜法制成薄膜，即得。

本发明的优点是：

香蕉皮富含纤维和多种营养成分，有利于改善材料的降解性能和韧性，本发明以香蕉皮和玉米淀粉为基料，通过二氧化硅表面复合改性基料以增加基料的强度，同时引入聚乙二醇进行表面改性提高基料与聚乙烯醇的界面相容性，有效改善了复合材料的机械性能，并通过与其他成分的复配，使制得的全降解薄膜具有良好的强度、拉伸性能和耐水性，耐腐蚀性高，降解性能良好，价格低廉，绿色环保。

具体实施方式

本发明非限定实施例如下：

一种香蕉皮基全降解薄膜，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：

香蕉皮25，玉米淀粉25，玉米棒芯4，柠檬酸1.5，聚乙烯醇25，甘油20，山梨醇酐单硬脂酸酯4，正硅酸乙酯8，聚乙二醇3，羟基硅油3。

香蕉皮基全降解薄膜的制备方法包括以下步骤：

（1）将香蕉皮洗净后80℃条件下干燥并粉碎，与玉米淀粉、玉米棒芯和柠檬酸混合后按固液重量比1：4加入水90℃搅拌3h，将pH调至中性后过滤并干燥完全，研磨至600目，得混合粉体；

（2）将（1）中得到的混合粉体与聚乙二醇共同加入适量乙醇/水/氨水的混合液中并超声分散15min，得混悬液，所述的氨水浓度为26%，所述的乙醇/水/氨水混合液中氨水、蒸馏水和乙醇的重量比=1:2:5；

（3）向（2）中得到的混悬液中缓慢滴加乙醇/正硅酸乙酯混合液，于60℃充分搅拌反应4h，过滤后用无水乙醇洗涤并干燥，得改性粉体；所述的乙醇/正硅酸乙酯混合液中乙醇和正硅酸乙酯的重量比=1:1；

（4）将（3）中得到的改性粉体与聚乙烯醇、山梨醇酐单硬脂酸酯和羟基硅油混合，先于80℃搅拌0.5h，再加入甘油120℃搅拌0.5h，最后加入双螺杆挤出机挤出造粒，得薄膜粒料；

（5）将（4）中得到的薄膜粒料用吹膜法制成薄膜，即得。

上述制得的薄膜性能测试结果如下：

拉伸强度（MPa）：28.6；

断裂强度（MPa）：39.4；

湿强度（MPa）：22.7；

60d降解率：≥30%。