[发明专利]一种羟基磷灰石改性全降解塑料薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及包装材料领域，具体涉及一种羟基磷灰石改性全降解塑料薄膜及其制备方法。

背景技术

塑料广泛应用于经济、生活的各个领域，如生活中的购物袋、垃圾袋、塑料杯、一次性餐盒，生产中的农膜等。然而由于塑料难以降解，是“白色污染”的来源，给自然环境造成了不可忽视的负面影响。随着污染的严重和环境保护意识的提高，作为替代品的生物降解塑料已经受到广泛的关注，成为解决塑料废弃物引起的环境污染问题的有效方法之一。

PVA是由聚醋酸乙烯酯水解而得到的多羟基聚合物，在湿环境中有细菌存在的条件下6个月内可以完全分解，因此PVA降解塑料体系具有能完全降解的特性，是真正的绿色环保完全降解塑料。然而PVA材料与基料相容性较差，相分离严重，这种特性导致PVA塑料难以加工，制品力学性能也比较差。因此，需要提高PVA与基料的相容性，改善PVA塑料的加工性能和力学性能，从而提高产品质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种羟基磷灰石改性全降解塑料薄膜，加工性能和力学性能良好，易于降解，绿色环保。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种羟基磷灰石改性全降解塑料薄膜，其是由下述重量份的原料制得：

木薯淀粉50-70，羟基磷灰石3-5，腐植酸钠3-5，磷酸氢钙1-2，聚乙烯醇10-20，麦芽糖醇3-5，甘油10-20，硅烷偶联剂KH-550 1-2，马来酸酐5-10，月桂酸1-2，司盘-80 0.5-1。

一种羟基磷灰石改性全降解塑料薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

（1）将木薯淀粉、羟基磷灰石、腐植酸钠与磷酸氢钙混合后按固液重量比1：1-1：2加入水，60-80℃搅拌0.5-1h，得混合浆料；

（2）将（1）中的混合浆料加入反应釜并于80-90℃搅拌1-2h，用5%NaOH溶液将pH调节至8.5-9.0，然后加入马来酸酐于同样温度下搅拌反应4-8h，得改性浆料，反应过程中保持pH在8.5-9.0之间；

（3）将（2）中的改性浆料的pH调至中性后干燥完全，研磨至400-500目，得改性粉体；

（4）将麦芽糖醇、甘油和硅烷偶联剂KH-550混合后先800-1200r/min搅拌10-20min，然后加入聚乙烯醇100-120℃搅拌15-30min，最后加入（3）中的改性粉体、月桂酸和司盘-80高速混合10-20min，加入双螺杆挤出机120-140℃条件下挤出造粒，得薄膜粒料；

（5）将（4）中的薄膜粒料通过吹膜机吹塑形成塑料膜，最后切割、分卷、包装后即得成品。

本发明的优点是：

在木薯淀粉中添加羟基磷灰石进行改性形成基料，并且通过马来酸酐改性基料、硅烷偶联剂改性聚乙烯醇来改善基料与聚乙烯醇的界面相容性，从而提高复合材料的加工性能和力学性能；并结合月桂酸等原料的复配，使制得的薄膜均一性好，拉伸性能高、强度大，耐高温、耐腐蚀以及耐水性能较好，同时原料来源广泛，价格低廉，绿色环保，降解性能好，实用性强。

具体实施方式

本发明非限定实施例如下：

一种羟基磷灰石改性全降解塑料薄膜，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：

木薯淀粉60，羟基磷灰石4，腐植酸钠4，磷酸氢钙1.5，聚乙烯醇15，麦芽糖醇4，甘油15，硅烷偶联剂KH-550 1.5，马来酸酐8，月桂酸1.5，司盘-80 0.8。

羟基磷灰石改性全降解塑料薄膜的制备方法包括以下步骤：

（1）将木薯淀粉、羟基磷灰石、腐植酸钠与磷酸氢钙混合后按固液重量比1：1加入水，80℃搅拌0.5h，得混合浆料；

（2）将（1）中的混合浆料加入反应釜并于80℃搅拌1h，用5%NaOH溶液将pH调节至8.5-9.0，然后加入马来酸酐于同样温度下搅拌反应6h，得改性浆料，反应过程中保持pH在8.5-9.0之间；

（3）将（2）中的改性浆料的pH调至中性后干燥完全，研磨至500目，得改性粉体；

（4）将麦芽糖醇、甘油和硅烷偶联剂KH-550混合后先1200r/min搅拌10min，然后加入聚乙烯醇100℃搅拌15min，最后加入（3）中的改性粉体、月桂酸和司盘-80高速混合10min，加入双螺杆挤出机120-140℃条件下挤出造粒，得薄膜粒料；

（5）将（4）中的薄膜粒料通过吹膜机吹塑形成塑料膜，最后切割、分卷、包装后即得成品。

对上述制得的全降解塑料薄膜进行性能测试，测试结果如下：

拉伸强度（MPa）：49.2；