[发明专利]一种甲壳液化物/可降解塑料共混薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种甲壳液化物/可降解塑料共混薄膜及其制备方法，将酸催化剂、甲壳粉末和多元醇液化剂以一定比例在140℃～170℃的温度下发生液化反应，反应完成后，将反应得到的混合物用洗剂洗涤，除去残渣，得到液体混合物；采用旋蒸的方法去除液体混合物中的洗剂和未反应多元醇液化剂，得到甲壳液化物；将甲壳液化物和可降解塑料溶液以一定比例在50℃～70℃的温度下，搅拌混合，得到甲壳液化物与可降解塑料溶液的混合溶液，将混合溶液固化成膜；将固化薄膜用极性小分子溶剂清洗，之后自然晾干。本发明以原生甲壳为主要原料制备甲壳液化物基共混薄膜，具有优异的耐热性能、力学性能，抗菌性能及环境友好性，同时薄膜质感良好，可用于包装材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料邻域，更具体地，涉及一种甲壳液化物/可降解塑料共混薄膜及其制备方法。

背景技术

目前市场上的包装材料主要是由化石原料制成的，但由于石油资源的不可再生性及石化产品的不可降解性，随之带来的“白色污染”问题不容忽视，亟待寻找一种易降解、可再生的替代品制作包装材料，急需开发与探索可持续利用的新能源。生物质资源作为除了石油和煤之外唯一广泛存在的碳源，及其可再生性被认为是最好的石油替代品。甲壳素广泛存在于海产品废弃物虾、蟹壳中，是自然界中最丰富的含氮有机聚合物及仅次于木质纤维素的第二大生物质资源。全球每年产生的虾、蟹壳等海产品废弃物高达600–800万吨，大部分作为垃圾处理，造成资源浪费与环境污染，促进其资源化利用迫在眉睫

虾蟹壳中含有20％–50％的碳酸钙，20％–40％的蛋白质及15％–40％的甲壳素，这些化合物在现代经济发展中有很多应用。但是目前海产品废弃物仅被用于生产饲料、肥料等低附加值产品，甚至部分作为废物直接丢弃，如此不仅浪费资源，还会对近岸及沿海的环境造成严重污染。虾蟹壳液化物是通过液化的方法直接对虾蟹壳进行利用而得到的，具有可再生性、生物可降解性、相容性和抑菌性等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用液化方法得到虾、蟹壳液化物制备甲壳液化物/可降解塑料共混薄膜及其制备方法，通过利用甲壳液化物可同时作为增强项和增塑项，提高甲壳液化物基共混膜的力学性能、热稳定性、抗菌性、柔韧性和环境友好性等性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种甲壳液化物/可降解塑料共混薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将酸催化剂、甲壳粉末和多元醇液化剂以一定比例在140℃～170℃的温度下发生液化反应，反应完成后，将反应得到的混合物用洗剂洗涤，除去残渣，得到液体混合物；其中，所述酸催化剂、甲壳粉末和多元醇液化剂的用量按质量份计为：酸催化剂0.5～1份，甲壳粉末0.5～5份，多元醇液化剂10～18份；

步骤S2：采用旋蒸的方法去除步骤S1所得的液体混合物中的洗剂和未反应多元醇液化剂，得到甲壳液化物；

步骤S3：将步骤S2得到的甲壳液化物和可降解塑料溶液以一定比例在50℃～70℃的温度下，搅拌混合，得到甲壳液化物与可降解塑料溶液的混合溶液，将混合溶液固化成膜；其中，所述甲壳液化物与可降解塑料溶液的混合溶液中甲壳液化物的质量分数为0.1％，搅拌，可降解塑料溶液中的可降解塑料的质量分数为4～7％；

步骤S4：将步骤S3制备的固化薄膜用极性小分子溶剂清洗，之后自然晾干。

进一步地，所述酸催化剂为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、甲酸、乙酸的一种或多种组合；多元醇液化剂为二乙二醇、丙三醇中的一种或两种组合。

进一步地，所述多元醇液化剂为二乙二醇。

进一步地，所述旋蒸的条件为0.3mbar～0.7mbar，100℃～130℃，1h～2h。

进一步地，所述洗剂为无水乙醇。

进一步地，所述可降解塑料为PVA、PCL、PVAc中的一种或多种组合。