[发明专利]一种可降解的生物基聚乙烯的制备系统

说明书

本发明公开了一种可降解的生物基聚乙烯的制备系统，由以下方法制备：分别制备氧化淀粉、甘蔗渣纳米纤维素、活性抗菌纳米粒子，然后将氧化淀粉、甘蔗渣纳米纤维素、活性抗菌纳米粒子混合，得淀粉混合物；接着将生物基低密度聚乙烯、生物基高密度聚乙烯熔融混合，得生物基聚乙烯混合物；最后将淀粉混合物和生物基聚乙烯混合物加入到双螺杆挤出机中混合，通过切粒制备生物基聚乙烯吹膜复合材料；所制得的生物基聚乙烯吹膜复合材料具有优异的抗氧化和抑菌效果和优异的机械性能以及良好的降解效果，可有效抑制中药饮片内包装的微生物生长、易于包装成型、对环境友好。

技术领域

本发明涉及生物基聚乙烯领域，特别是涉及一种可降解的生物基聚乙烯的制备系统。

背景技术

高密度的聚乙烯具备良好的惰性和强劲的韧性，呈现半透明的状态，善于吸收稀溶液，但它的高透湿性，可能会造成劣化潮解内置草药;低密度的聚乙烯的抗挤压性强，其惰性韧性也很好，但其的阻隔性能不太好。章健玲等对不同种类的中药饮片进行研究，如全草类、种子类、根类等，结果发现:动物类、根和全草类的中药饮片所含的细菌数比较高，花类药材的细菌数较少。在贮藏和运输的过程中，如果外界温度很高或者阳光直射药材，密封的包装袋内很容易导致微生物的生长。

环境污染和资源短缺的影响，可生物降解高分子材料成为研究热点。淀粉作为一种绿色环保、可再生、可生物降解的物质，广泛用于生物降解高分子材料的制备。淀粉与聚乙烯(PE)混合的方法制备高分子可降解材料具有产量大、成本低且能耗低的优点。聚乙烯为疏水性高分子，极性很小，其与淀粉的结构及剂型相差较大，因此，聚乙烯与淀粉共混时存在相容性差、机械性能差的问题。

发明内容

针对上述情况，本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌可降解的生物基聚乙烯的制备系统，以香芹酚、介孔纳米载体、生物基聚乙烯、氧化淀粉为基料制备出同时具有优良的机械性能、以及抗菌性能、可降解性能的生物基聚乙烯材料，以解决中药饮片所使用的聚乙烯内包装材料导致的微生物生长和聚乙烯内包装材料带来的“白色污染”。

其解决的技术方案是，

一种可降解的生物基聚乙烯的制备系统，由以下步骤制备：（1）先将氧化淀粉加入反应釜中，在80-100℃，500-600rpm的条件下搅拌25-45min，使氧化淀粉水分控制在0.8％以内，再通过反应釜上端固体加料口加入甘蔗渣纳米纤维素、活性抗菌纳米粒子继续混合20-40min，得淀粉混合物；（2）将生物基低密度聚乙烯、生物基高密度聚乙烯熔融混合3-8min，得生物基聚乙烯混合物；（3）将淀粉混合物从双螺杆挤出机加料口的一端加入，另一端加入生物基聚乙烯混合物，两种物料混合物在料斗中汇合后，启动电机使待物料到达模头处，开启抽真空装置，真空度控制在0.08MPa以内，使水分控制在0.5％以内，通过切粒制备生物基聚乙烯吹膜复合材料。

进一步的，所述的氧化淀粉30-40份、甘蔗渣纳米纤维素10-20份、活性抗菌纳米粒子5-8份、生物基低密度聚乙烯24-30份、生物基高密度聚乙烯20-25份；所述的双螺杆挤出机温度设定为150℃-160℃-165℃-170℃-180℃-185℃-190℃-185℃-180℃，模头温度为180℃。

进一步的，所述活性抗菌纳米粒子由以下方法制备：将香芹酚溶于无水乙醇中，40-50℃下300-400rpm搅拌至溶解，加入N-羟基琥珀酰亚胺，加入介孔纳米载体，超声分散20-30min，真空抽滤，无水乙醇洗涤2次，洗去载体表面的香茅醛，得固体；然后将固体再次倒入异丙醇中，加入乙基碳亚二胺盐酸盐，继续搅拌40-60min，然后加入缩水甘油三甲基氯化铵，继续搅拌2-3h，过滤，乙醇洗涤，50-60℃下干躁至恒重，得活性抗菌纳米粒子；所述的介孔纳米载体为MCM-41介孔纳米载体。

进一步的，所述香芹酚:无水乙醇:N-羟基琥珀酰亚胺:介孔纳米载体:异丙醇:乙基碳亚二胺盐酸盐:缩水甘油三甲基氯化铵的质量体积比为：5-6g:40-60mL:3-5g:2-4g:40-60mL:2-4g:3-5g。