[发明专利]绿色环保型包装纸箱内部缓冲用可生物降解材料

说明书

本发明公开了一种绿色环保型包装纸箱内部缓冲用可生物降解材料，涉及包装材料加工技术领域，由以下重量份数的原料制成：秸秆粉100‑300份、聚乳酸50‑100份、增塑剂5‑20份、催化剂1‑10份、发泡剂0.5‑5份、发泡促进剂0.1‑3份；本发明通过醚化反应将聚乳酸接枝到秸秆的纤维素和半纤维素分子结构上，聚乳酸和秸秆两者都具有可生物降解性能，因此使最终制备的材料能够被生物降解；并且通过聚乳酸对秸秆的接枝改性来赋予秸秆一定的塑料成型性，制得能够发挥缓冲作用的发泡材料。

技术领域：

本发明涉及包装材料加工技术领域，具体涉及一种绿色环保型包装纸箱内部缓冲用可生物降解材料。

背景技术：

网购商品在运输过程中要经过多次中转，为了避免商品在运输过程中受损，就会出现快递的过度包装问题。目前，快递包装材料构成复杂，其中发泡膜、胶带、黑灰包装袋等包装材料是快递垃圾产生的主要来源。泡沫薄膜、塑料包装袋等塑料结构具有稳定性，在自然环境中难以降解，严重污染环境。

纸箱作为包装材料时，为了增强其缓冲作用，需要在内部填充缓冲材料。现有缓冲材料多由不可降解或者降解十分缓慢的塑料制成，但废弃后会严重危害环境，而回收又存在成本高、成分复杂的问题，因此采用可生物降解材料作为缓冲材料是非常有必要的。另外，在开发可生物降解材料时不仅要考虑到材料的降解性能，还要考虑到材料的加工成本，从而促进这类可生物降解材料的广泛应用。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可生物降解材料及其制备方法，不仅实现了秸秆的高效利用，并且使秸秆充分发挥其填充性能，保证了所制材料作为缓冲材料的使用需求，所采用的制备方法和得到的产品都具备绿色环保性。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

绿色环保型包装纸箱内部缓冲用可生物降解材料，由以下重量份数的原料制成：

秸秆粉100-300份、聚乳酸50-100份、增塑剂5-20份、催化剂1-10份、发泡剂0.5-5份、发泡促进剂0.1-3份；

其制备方法包括以下步骤：

(1)将聚乳酸、秸秆粉和催化剂加入双螺杆挤出机中，熔融挤出，冷却造粒，得到聚乳酸接枝秸秆粒料；

(2)将上述聚乳酸接枝秸秆粒料、增塑剂、发泡剂和发泡促进剂加入混合机中，高速混合，得到混合物料；

(3)将上述混合物料加入预热的模具内，常压下加热发泡，冷却脱模。

纤维素和半纤维素的分子链上含有大量活泼的羟基，可以与聚乳酸分子中的羟基之间形成醚键，从而将聚乳酸接枝到纤维素和半纤维素分子上。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，是一种新型的生物降解材料。聚乳酸掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，因此不会造成温室效应。

秸秆粉和聚乳酸如果仅采用物理混合的方式来制备发泡材料，两者因共混相容性差，无法使聚乳酸均匀分散于秸秆粉中，也无法使秸秆粉均匀分散于聚乳酸中，因此无法实现秸秆粉作为发泡材料加工原料的新应用。而上述化学接枝方式能够将聚乳酸和秸秆成分通过稳定的化学键连接，解决了共混相容性问题，并且聚乳酸的接枝也能改善秸秆粉的加工成型性能，制得具有可生物降解性能的发泡材料。

所述催化剂为浓硫酸。浓硫酸作为脱水剂，促进醚化反应的正向进行。

所述双螺杆挤出机的螺杆转速为20-100r/min，螺杆温度为180-230℃，口模温度为180-230℃。

所述模具的预热温度为110-130℃，发泡温度为160-180℃。

所述增塑剂为甘油。甘油作为增塑剂，目的是增加树脂分子的可塑性。