[发明专利]纳米二氧化硅增强的可降解生物塑料膜及其加工工艺

权利要求书

1.一种纳米二氧化硅增强的可降解生物塑料膜，其特征在于：包括以下重量份数的原料：10～20份淀粉，8～10份明胶，1～2份壳聚糖，2～3份植物精油，100～120份水，8～10份甘蔗渣，0.1～0.2份氧化镁，0.1～0.2份氧化锌，3～5份乳化剂，2～3份干性油，2～3份硝酸钙溶液。

2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅增强的可降解生物塑料膜，其特征在于：所述淀粉为糯米淀粉，玉米淀粉，红薯淀粉或马铃薯淀粉中的任意一种；所述植物精油为迷迭香精油，薰衣草精油，玫瑰花精油或茉莉花精油中的任意一种；所述干性油为桐油，梓油或亚麻油中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的一种纳米二氧化硅增强的可降解生物塑料膜，其特征在于：所述淀粉还可以为糊化淀粉；所述糊化淀粉是由淀粉，水，环氧氯丙烷，次氯酸钠处理后制得。

4.根据权利要求3所述的一种纳米二氧化硅增强的可降解生物塑料膜，其特征在于：所述甘蔗渣还可以为改性甘蔗渣；所述改性甘蔗渣是由甘蔗渣，沼液，蔗糖，水，硝酸铁溶液，正硅酸乙酯改性后制得。

5.根据权利要求4所述的一种纳米二氧化硅增强的可降解生物塑料膜，其特征在于：所述可降解生物塑料膜包括以下重量份数的原料：20份糊化淀粉，10份明胶，2份壳聚糖，3份植物精油，120份水，10份改性甘蔗渣，0.2份氧化镁，0.2份氧化锌，5份乳化剂，3份干性油，3份硝酸钙溶液。

6.一种纳米二氧化硅增强的可降解生物塑料膜的加工工艺，其特征在于具体加工方法为：

（1）甘蔗渣一次处理；

（2）甘蔗渣二次处理；

（3）甘蔗渣改性；

（4）将淀粉与水混合，并加入环氧氯丙烷；

（5）将步骤（4）所得物与次氯酸钠混合；

（6）将步骤（5）所得物与水混合，加热糊化，得糊化淀粉；

（7）混料，成型；

（8）检测。

7.根据权利要求6所述的一种纳米二氧化硅增强的可降解生物塑料膜的加工工艺，其特征在于：所述可降解生物塑料膜的具体加工步骤如下：

（1）将甘蔗渣粉碎，汽爆，过筛，得一次处理甘蔗渣；

（2）将一次处理甘蔗渣，沼液，蔗糖，水混合发酵，接着加入硝酸铁溶液，接着加入氢氧化钠溶液调节pH，过滤，洗涤，干燥至含水率为3～5%，得二次处理甘蔗渣；

（3）将二次处理甘蔗渣与正硅酸乙酯搅拌混合，过滤，干燥，逐级升温炭化，充氮高温反应，降温，高温高压水蒸汽反应，干燥，得改性甘蔗渣；

（4）将淀粉与水混合，并加入环氧氯丙烷，搅拌混合后，得交联淀粉混合物；

（5）将交联淀粉混合物与次氯酸钠混合，搅拌混合后，抽滤，洗涤，得预处理淀粉；

（6）将预处理淀粉与水混合，加热糊化，得糊化淀粉；

（7）将糊化淀粉，明胶，壳聚糖，植物精油和水混合，接着加入改性甘蔗渣，氧化镁，氧化锌，乳化剂，干性油和硝酸钙溶液，施加外磁场搅拌混合，流延成膜，干燥，刮膜，即得可降解生物塑料膜；

（8）对产品进行性能检测。

8.根据权利要求7所述的一种纳米二氧化硅增强的可降解生物塑料膜的加工工艺，其特征在于：所述可降解生物塑料膜的具体加工过程如下：

（1）将甘蔗渣置于粉碎机中粉碎40～60min，得粉碎渣，接着将粉碎渣置于置于汽爆罐中，于汽爆压力为2.5～3.5MPa，温度为160～180℃条件下，保压时间为60～90s，打开出料阀瞬间泄压，过150目的筛，得一次处理甘蔗渣；

（2）将一次处理甘蔗渣，沼液，蔗糖，水置于发酵釜中，于温度为30～35℃条件下，混合发酵3～5天，接着向发酵釜中加入质量分数为10～20%的硝酸铁溶液，于转速为400～600r/min条件下，接着向发酵釜中加入质量分数为20～30%的氢氧化钠溶液调节pH至8.1～8.3后，过滤，得1号滤渣，接着用冰醋酸将1号滤渣洗涤至洗涤液为中性，再将洗涤后的1号滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至含水率为3～5%，得二次处理甘蔗渣；

（3）将二次处理甘蔗渣与正硅酸乙酯置于单口烧瓶中，于转速为400～600r/min条件下，搅拌混合40～60min后，过滤，得2号滤渣，接着将2号滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得干炸2号滤渣，接着将干燥2号滤渣置于烧结炉中，并以60～90mL/min向炉内充入氮气，并以8～10℃/min速率升温至890～960℃，于温度为890～960℃条件下，逐级升温炭化2～3h后，以8～10℃/min速率升温至1450～1550℃，于温度为1450～1550℃，氮气保护条件下，充氮高温反应2～3h后，降温至室温，得烧结料，接着将烧结料置于高压釜中，并以100～120mL/min的速率向炉内充入高温高压水蒸汽，于温度为280～320℃，压力为1.8～2.2MPa条件下，高温高压水蒸汽反应1～2h后，得处理料，接着将处理料置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，得改性甘蔗渣；

（4）将淀粉与水置于1号烧杯中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min，并1号烧杯中加入环氧氯丙烷，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min后，得交联淀粉混合物；

（5）将交联淀粉混合物与次氯酸钠置于2号烧杯中，接着将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为45～56℃，转速为500～600r/min条件下，搅拌混合40～60min后，抽滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤5～8次，得预处理淀粉；

（6）将预处理淀粉与水置于3号烧杯中，接着将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90～95℃，转速为300～500r/min条件下，加热糊化40～60min，得糊化淀粉；

（7）将糊化淀粉，明胶，壳聚糖，植物精油和水置于混料机中，于转速为1000～1200r/min条件下，搅拌混合40～60min，接着向混料机中加入改性甘蔗渣，氧化镁，氧化锌，乳化剂，干性油和质量分数为10～20%的硝酸钙溶液，对混料机中物料施加强度为40～50T的外磁场，于转速为1000～1200r/min条件下，搅拌混合40～60min，得混合浆料，随后将混合浆料流延置于玻璃板表面，接着将玻璃板置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，接着用刮刀刮膜，即得可降解生物塑料膜；

（8）对所得可降解的生物塑料膜进行性能检测。