[发明专利]一种可降解高分子复合材料、制备方法及食品包装膜

说明书

本发明公开了一种可降解高分子复合材料、制备方法及食品包装膜，包括，外层，所述外层为聚丙烯与聚羟基庚酸酯的混合物；填充层，所述填充层为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠与聚苯乙烯的混合物；以及，内层，所述内层为聚乙烯、聚羟基庚酸酯与乙酸乙烯酯的混合物；其中，所述外层、所述填充层和所述内层均表现出如根据ASTM D5338‑92标准所测量的生物降解速率。本发明以聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠为主要成分制成复合材料的中间层片材，再复上聚丙烯内层和聚乙烯外层，解决了材料的耐水性能，并有效降低材料的成本，通过在内层、外层膜上添加40～55％的聚羟基庚酸酯，使其具有优良的生物降解性能，并保持原有的物理性能。

技术领域

本发明属于包装材料技术领域，具体涉及到一种可降解高分子复合材料、制备方法及食品包装膜。

背景技术

目前国内方便食品、儿童食品、果冻、软罐头等企业使用的果冻盖膜、方便食品盖膜和软罐头包装膜大部分为普通聚丙烯、聚乙烯、聚酯、尼龙和聚乙烯等复合膜，这些包装膜作为方便食品、儿童食品、果冻、软罐头等存在着很多缺陷。以市场上的果冻为例，果冻包装主要由贮存果冻的杯以及作为果冻杯封口的杯盖组成，上述的杯盖由复合PET薄膜表面层、粘接层以及PE热封层构成杯盖膜片，通过热封连接在装有果冻的杯的杯口上，使用时撕去杯盖膜片即可。但是普遍的剥离强度大，使用中，由于施力不够、用力过猛等原因，易发生不易被打开或打开不完全的现象。

同时，随着果冻盖膜、方便食品盖膜和软罐头包装膜使用量的不断增长，废弃塑料的负面影响却日益严重，包装所使用的聚合物大部分来源于石油基聚合物，难以在自然条件下降解，只能通过大面积填埋或露天焚烧处理，环境污染问题迫使人们对各种降解技术进入深入研究和应用，因此，可降解包装材料的发展前景十分广阔，已经成为全球瞩目的研究热点，尤其是生物降解塑料的蓬勃发展，给相关行业带来更好的发展机遇，促进了生物降解塑料行业的快速发展。

可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加物(如淀粉、改性淀粉或其他维生素、光敏剂、生物降解剂等)，使其稳定性下降，易在自然环境中降解的塑料。生物可降解塑料是指一类分子链能被微生物(如细菌、霉菌、藻类等)在垃圾处理或自然环境中分解，生成无污染的水、二氧化碳或甲烷的材料。

国内应用较多的是生物降解技术。根据降解机理和破坏形式，可以把生物降解塑料分为两大类：完全生物降解塑料和破坏性生物塑料。

(1)完全生物降解性塑料。完全生物降解性塑料是指大分子结构可以完全被微生物分解成无污染低分子无机化合物的高分子树脂材料，其最终产物能完全纳入生态循环体系，因此这种包装材料最符合环境“零伤害”的要求。这类塑料利用自然界生物体中的高分子物质直接制造，能被微生物完全分解。它具有来源广、分解性好等特点，从制备方法上可分为化学合成、微生物合成、利用天然高分子合成和添加高分子或矿物质4种。完全生物降解性塑料目前在成本和性能上还有明显不足，不能完全满足包装要求和市场低成本的需求，必须进一步研究和改进。

(2)破坏性生物降解塑料。破坏性生物降解塑料是指天然高分子与合成高分子复合而成的降解塑料。这类塑料的降解机理是材料在被细菌和真菌侵袭后，强度降低。塑料与土壤中存在的某些盐类接触发生自氧化作用，生成过氧化物，促使塑料中聚合物的分子链断裂。由于细菌和真菌的作用，塑料表面增大而有利于自氧化降解。高分子链逐渐断裂、缩短，直至最后达到聚合物的分子量降低到能被微生物代谢的程度。破坏性生物降解塑料从原料上可分为淀粉基塑料、纤维素基塑料、蛋白质基塑料3种。淀粉改性(或填充)的PE、PP、PVC、PS等都属于这类材料。

上述各种降解技术存在的问题是：