[发明专利]一种可生物降解的薄膜、其制备方法和应用

说明书

一种可生物降解的薄膜，其中包括：至少一种醋酸纤维素或其衍生物；至少一种可以降低醋酸纤维素热加工温度的塑化剂。配方中包括的纤维素材料包括取代度为1.5到2.8的醋酸纤维素或者其衍生物。所述塑化剂包括能够降低纤维素软化温度的有机小分子或低聚合度的醚类或酯类材料。本发明还公开了所述的可生物降解薄膜的制备方法。本发明制品可应用于食品领域或包装材料领域，可以自然降解以消除或减少与其相关的环境污染问题。

技术领域

本发明属于醋酸纤维素应用技术领域，涉及可应用于包装的醋酸纤维素薄膜及其制备。

背景技术

塑料薄膜在包装领域的应用最为广泛。塑料薄膜可用于食品包装、电器产品包装、日用 品包装、服装包装等等。

传统的包装材料多为石油基材料，如PP、PE等。许多包装材料，如薄膜在使用后难以在 环境中降解，会碎裂为塑料微粒，散落在土壤和水体中，给环境保护带来压力。2019年3月 27日，欧洲议会表决通过一次塑料制品禁令，自2021年起开始全面禁用一次性塑料产品， 以控制塑料垃圾造成的环境污染。

在聚合物本体材料中添加剂可降解材料的工艺，可添加无机盐，如碳酸钙，或添加天然 高分子，如木粉、淀粉等。这种方法尽管在一定程度上有效，但是树脂基材仍是难以降解的 石油基材料，而且降解后残余的小颗粒状不可降解塑料有可能对环境产生更大的危害。 CN110330718A公开了一种全降解聚乙烯塑料薄膜及其制备方法，成分主要为聚乙烯、生态降 解塑料母粒、淀粉、纳米氧化锌、抗坏血酸、聚乙烯醇和醋酸纤维素。CN110467765A一种具 有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜及其制备方法。这种方法生产的塑料制品可以在环境中快速 崩解，但其树脂基材有可能会以微粒形式快速流入环境中，难以从本质上解决白色污染的问 题。

本质上解决塑料污染问题，需要采用完全可生物降解的材料，如聚乳酸(PLA)，聚羟基 脂肪酸酯(PHA)等材料。CN110511442A公开了一种可降解环基于聚乳酸(PLA)保塑料薄膜 配方，含15-20％聚乳酸。CN110283343A公开了一种高强度高延展性的聚乳酸薄膜材料及其 制备方法，包括以下步骤：(1)原料干燥；(2)挤出制备聚乳酸流延薄膜；(3)拉伸制备 聚乳酸拉伸薄膜。CN109593333A公开了一种高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料。

另外一个选择是用纤维素为原料，经过酰基化后可以应用于环保型可降解材料。Juergen Puls等在《Degradation of Cellulose Acetate-Based Materials》中系统总结了醋酸纤维素的降解 性能。

用纤维素酯可以制备薄膜。CN110003533A公开了一种醋酸纤维素复合材料及其应用。所 述复合材料通过低玻璃化转变温度的纤维素衍生物与醋酸纤维素共混，实现了无外加小分子 增塑剂的条件下，醋酸纤维素基材料的直接熔融加工，可制成粉末、微球、薄膜、块状固体 中的任一种。该发明采用纤维素衍生物进行增塑。

CN106589439A公布了一种利用溶剂法制备醋酸纤维素和二氧化硅杂化膜的制备方法。得 到的醋酸纤维素、二氧化硅杂化膜，具有超疏水性，可用作包装材料。这种方法中使用了有 皮肤伤害的成分，N,N二甲基甲酰胺会对皮肤粘膜有刺激性。

CN103772752B公布了一种将醋酸纤维素、乙酸丙酸纤维素与聚乙二醇、戊二醛混合制备 一种水果保鲜膜薄膜的方法，这种方法中使用的戊二醛也会对皮肤粘膜有刺激性。

发明内容

针对可包装薄膜的技术需求，本发明的目的在于提供一种可以生物降解的基于醋酸纤维 素及其衍生物的薄膜及加工方法。该薄膜可应用于食品包装材料领域，可以自然降解以消除 或减少与之相关的环境污染问题。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种可生物降解的薄膜，其中包括：

a)至少一种醋酸纤维素或其衍生物；