CN113683819A - 一种厨余垃圾全生物降解手拎袋及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厨余垃圾全生物降解手拎袋，其特征在于，按照重量百分比计，其组成原料包括以下组分且各组分含量为：改性淀粉60～70％，酯化纤维素10～20％，壳聚糖10～20％以及粘合剂1～2％。本发明的全生物降解手拎袋所使用的原材料均为可降解材料，且材料来源丰富，对环境无污染，成本低；本发明的制备方法简单，可批量生产，且可降解垃圾袋的性能优良。
Description
技术领域
本发明属于可降解塑料技术领域，具体涉及一种厨余垃圾全生物降解手拎袋及其制备方法。
背景技术
目前，市场上使用的垃圾袋多是用聚乙烯原料制成，常用的有：高压低密度聚乙烯、低压高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯，也有少量的垃圾袋采用聚氯乙烯生产，这种垃圾袋由于使用数量巨大，造成很严重的资源浪费和环境污染。不可降解的垃圾袋埋在地下需经约200年才能腐烂，并严重污染土壤，如果采取焚烧处理方式，则会生成有害烟尘和有毒气体，长期污染环境。
针对上述问题，也有很多可降解材质的垃圾袋出现。例如，申请号为CN202010499348.5的中国发明专利公开了一种聚乳酸可降解垃圾袋及其制备方法，其原料按重量百分比包括：聚乳酸40～70％、热塑性乙酰化淀粉10～30％、改性碳纤维10～30％，其中，各原料重量百分比的总和为100％。还公开了上述聚乳酸可降解垃圾袋的制备方法，包括如下步骤：S1、将热塑性乙酰化淀粉与聚乳酸熔融共混得到中间物料；S2、将中间物料、改性碳纤维均经真空干燥处理，然后熔融共混，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒；将母粒吹塑成型得到聚乳酸可降解垃圾袋。
又如，申请号为CN201911419051.7的中国发明专利公开了一种可降解垃圾袋及其制备方法，由以下重量份的组分组成：40～65份的低压高密度聚乙烯、20～40份的可降解料、5～20份的线性低密度聚乙烯、1～10份的高压低密度聚乙烯和1～10份的色母。
虽然已经有可降解垃圾袋出现，但是由于现有的可降解垃圾袋成本较高，对于一般家庭来说，更多的还是选用较便宜的传统垃圾袋，使得可降解垃圾袋的使用率普遍不高。
发明内容
本发明的主要目的在于对现有技术中的缺点，提供一种厨余垃圾全生物降解手拎袋及其制备方法。本发明的全生物降解手拎袋具有降解速度快，对土壤无污染，且韧性和牵拉强度高的优点。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提供了一种厨余垃圾全生物降解手拎袋，按照重量百分比计，其组成原料包括以下组分且各组分含量为：改性淀粉60～70％，酯化纤维素10～20％，壳聚糖10～20％以及粘合剂1～2％。
优选地，所述改性淀粉根据以下方法制得：将热塑性淀粉与去离子水混合并在磁力搅拌器中搅拌过夜得到均匀的溶液，在溶液中加入磷酸化酶常温下进行催化反应30～60min。
优选地，所述热塑性淀粉与去离子水按照质量比1：(1～5)混合。
优选地，所述磷酸化酶按照磷酸化酶与热塑性淀粉的质量比为1：(50～100)的量加入。
优选地，所述热塑性淀粉密度：1.2g/cm3，融熔指数：1-3g/10min(190℃/2.16kg)，可挥发物<0.3％。
优选地，所述酯化纤维素的制备方法包括如下步骤：将熔融的戊二酸酐与浓硫酸混匀，然后加入植物纤维，通入惰性气体在80～100℃下进行常压反应1～3h，再在60～80℃下进行减压反应3～5h，然后过滤，洗涤滤饼，烘干得到酯化纤维素即可。
优选地，所述戊二酸酐与植物纤维按照质量比为(1～5)：1混合。
优选地，所述植物纤维包括棉花纤维、椰壳纤维、黄麻纤维、剑麻纤维、苎麻纤维、竹纤维、木棉纤维中的至少一种。
优选地，所述粘合剂为硅酸钠或环氧树脂。
本发明的目的及解决其技术问题还通过采用以下技术方案来实现。
本发明还提供了一种制备厨余垃圾全生物降解手拎袋的方法，该方法包括以下步骤：
将改性淀粉、酯化纤维素、壳聚糖在60～80℃下真空干燥4～6h后混匀，然后熔融共混并加入粘合剂，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒；将母粒在120～220℃下吹塑成型得到厨余垃圾全生物降解手拎袋；
其中，熔融共混的温度为100～200℃，转速为30～80r/min，共混时间为≤10min；双螺杆挤出机的温度为100～200℃，转速为10～50r/min。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：本发明的全生物降解手拎袋所使用的原材料均为可降解材料，且材料来源丰富，对环境无污染，成本低；本发明的制备方法简单，可批量生产，且可降解垃圾袋的性能优良。
综上所述，本发明特殊的厨余垃圾全生物降解手拎袋降解性号，且无污染。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品和方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的产品具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备改性淀粉：取100份热塑性淀粉(密度：1.2g/cm3，融熔指数：1-3g/10min(190℃/2.16kg)，可挥发物<0.3％)与300份去离子水混合并在磁力搅拌器中搅拌过夜得到均匀的溶液，在溶液中加入1份磷酸化酶常温下进行催化反应45min，得到改性淀粉。
制备酯化纤维素：将300份熔融的戊二酸酐与600份浓硫酸混匀，然后加入100份棉花纤维，通入惰性气体在90℃下进行常压反应2h，再在70℃下进行减压反应4h，然后过滤，洗涤滤饼，烘干得到酯化纤维素即可。
将65份改性淀粉、15份酯化纤维素、18份壳聚糖在70℃下真空干燥5h后混匀，然后熔融共混并加入2份粘合剂，其中，熔融共混的温度为150℃，转速为60r/min，共混时间为≤10min，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒，双螺杆挤出机的温度为150℃，转速为30r/min；将母粒在170℃下吹塑成型得到厨余垃圾全生物降解手拎袋。
实施例2
制备改性淀粉：取100份热塑性淀粉(密度：1.2g/cm3，融熔指数：1-3g/10min(190℃/2.16kg)，可挥发物<0.3％)与300份去离子水混合并在磁力搅拌器中搅拌过夜得到均匀的溶液，在溶液中加入1份磷酸化酶常温下进行催化反应45min，得到改性淀粉。
制备酯化纤维素：将300份熔融的戊二酸酐与600份浓硫酸混匀，然后加入100份椰壳纤维，通入惰性气体在90℃下进行常压反应2h，再在70℃下进行减压反应4h，然后过滤，洗涤滤饼，烘干得到酯化纤维素即可。
将60份改性淀粉、20份酯化纤维素、19份壳聚糖在80℃下真空干燥4h后混匀，然后熔融共混并加入1份粘合剂，其中，熔融共混的温度为100℃，转速为80r/min，共混时间为≤10min，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒，双螺杆挤出机的温度为200℃，转速为30r/min；将母粒在170℃下吹塑成型得到厨余垃圾全生物降解手拎袋。
实施例3
制备改性淀粉：取100份热塑性淀粉(密度：1.2g/cm3，融熔指数：1-3g/10min(190℃/2.16kg)，可挥发物<0.3％)与300份去离子水混合并在磁力搅拌器中搅拌过夜得到均匀的溶液，在溶液中加入1份磷酸化酶常温下进行催化反应45min，得到改性淀粉。
制备酯化纤维素：将300份熔融的戊二酸酐与600份浓硫酸混匀，然后加入100份黄麻纤维，通入惰性气体在90℃下进行常压反应2h，再在70℃下进行减压反应4h，然后过滤，洗涤滤饼，烘干得到酯化纤维素即可。
将70份改性淀粉、15份酯化纤维素、13份壳聚糖在80℃下真空干燥4h后混匀，然后熔融共混并加入2份粘合剂，其中，熔融共混的温度为200℃，转速为30r/min，共混时间为≤10min，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒，双螺杆挤出机的温度为100℃，转速为50r/min；将母粒在170℃下吹塑成型得到厨余垃圾全生物降解手拎袋。
实施例4
制备改性淀粉：取100份热塑性淀粉(密度：1.2g/cm3，融熔指数：1-3g/10min(190℃/2.16kg)，可挥发物<0.3％)与500份去离子水混合并在磁力搅拌器中搅拌过夜得到均匀的溶液，在溶液中加入2份磷酸化酶常温下进行催化反应60min，得到改性淀粉。
制备酯化纤维素：将300份熔融的戊二酸酐与600份浓硫酸混匀，然后加入100份竹纤维，通入惰性气体在90℃下进行常压反应2h，再在70℃下进行减压反应4h，然后过滤，洗涤滤饼，烘干得到酯化纤维素即可。
将65份改性淀粉、15份酯化纤维素、18份壳聚糖在70℃下真空干燥5h后混匀，然后熔融共混并加入2份粘合剂，其中，熔融共混的温度为150℃，转速为60r/min，共混时间为≤10min，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒，双螺杆挤出机的温度为150℃，转速为30r/min；将母粒在170℃下吹塑成型得到厨余垃圾全生物降解手拎袋。
实施例5
制备改性淀粉：取100份热塑性淀粉(密度：1.2g/cm3，融熔指数：1-3g/10min(190℃/2.16kg)，可挥发物<0.3％)与300份去离子水混合并在磁力搅拌器中搅拌过夜得到均匀的溶液，在溶液中加入2份磷酸化酶常温下进行催化反应30min，得到改性淀粉。
制备酯化纤维素：将200份熔融的戊二酸酐与400份浓硫酸混匀，然后加入100份木棉纤维，通入惰性气体在80℃下进行常压反应3h，再在60℃下进行减压反应5h，然后过滤，洗涤滤饼，烘干得到酯化纤维素即可。
将60份改性淀粉、20份酯化纤维素、19份壳聚糖在80℃下真空干燥4h后混匀，然后熔融共混并加入1份粘合剂，其中，熔融共混的温度为100℃，转速为80r/min，共混时间为≤10min，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒，双螺杆挤出机的温度为200℃，转速为30r/min；将母粒在170℃下吹塑成型得到厨余垃圾全生物降解手拎袋。
实施例6
制备改性淀粉：取100份热塑性淀粉(密度：1.2g/cm3，融熔指数：1-3g/10min(190℃/2.16kg)，可挥发物<0.3％)与300份去离子水混合并在磁力搅拌器中搅拌过夜得到均匀的溶液，在溶液中加入1份磷酸化酶常温下进行催化反应45min，得到改性淀粉。
制备酯化纤维素：将500份熔融的戊二酸酐与800份浓硫酸混匀，然后加入100份剑麻纤维，通入惰性气体在100℃下进行常压反应1h，再在60℃下进行减压反应3h，然后过滤，洗涤滤饼，烘干得到酯化纤维素即可。
将70份改性淀粉、15份酯化纤维素、13份壳聚糖在80℃下真空干燥4h后混匀，然后熔融共混并加入2份粘合剂，其中，熔融共混的温度为200℃，转速为30r/min，共混时间为≤10min，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒，双螺杆挤出机的温度为100℃，转速为50r/min；将母粒在170℃下吹塑成型得到厨余垃圾全生物降解手拎袋。
试验例1厨余垃圾全生物降解手拎袋
对实施例1-6中的厨余垃圾全生物降解手拎袋进行拉伸强度和断裂伸长率等力学性能测试，结果见表1。
表1厨余垃圾全生物降解手拎袋力学性能检测数据
| 项目 | 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(％) |
| 实施例1 | 35.4 | ＞500 |
| 实施例2 | 32.6 | ＞500 |
| 实施例3 | 29.8 | ＞500 |
| 实施例4 | 34.7 | ＞500 |
| 实施例5 | 33.2 | ＞500 |
| 实施例6 | 30.9 | ＞500 |
由表1的结果可以看出，本发明的厨余垃圾全生物降解手拎袋其性能非常优异。除具有足够的机械强度外，还具有一定程度的可降解性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种厨余垃圾全生物降解手拎袋，其特征在于，按照重量百分比计，其组成原料包括以下组分且各组分含量为：改性淀粉60～70％，酯化纤维素10～20％，壳聚糖10～20％以及粘合剂1～2％。
2.根据权利要求1所述的厨余垃圾全生物降解手拎袋，其特征在于，所述改性淀粉根据以下方法制得：将热塑性淀粉与去离子水混合并在磁力搅拌器中搅拌过夜得到均匀的溶液，在溶液中加入磷酸化酶常温下进行催化反应30～60min。
3.根据权利要求2所述厨余垃圾全生物降解手拎袋，其特征在于，所述热塑性淀粉与去离子水按照质量比1：(1～5)混合。
4.根据权利要求2所述厨余垃圾全生物降解手拎袋，其特征在于，所述磷酸化酶按照磷酸化酶与热塑性淀粉的质量比为1：(50～100)的量加入。
5.根据权利要求2所述的厨余垃圾全生物降解手拎袋，其特征在于，所述热塑性淀粉密度：1.2g/cm3，融熔指数：1-3g/10min(190℃/2.16kg)，可挥发物<0.3％。
6.根据权利要求1所述的厨余垃圾全生物降解手拎袋，其特征在于，所述酯化纤维素的制备方法包括如下步骤：将熔融的戊二酸酐与浓硫酸混匀，然后加入植物纤维，通入惰性气体在80～100℃下进行常压反应1～3h，再在60～80℃下进行减压反应3～5h，然后过滤，洗涤滤饼，烘干得到酯化纤维素即可。
7.根据权利要求6所述的厨余垃圾全生物降解手拎袋，其特征在于，所述戊二酸酐与植物纤维按照质量比为(1～5)：1混合。
8.根据权利要求6所述的厨余垃圾全生物降解手拎袋，其特征在于，所述植物纤维包括棉花纤维、椰壳纤维、黄麻纤维、剑麻纤维、苎麻纤维、竹纤维、木棉纤维中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的厨余垃圾全生物降解手拎袋其中，所述粘合剂为硅酸钠或环氧树脂。
10.一种制备权利要求1～9中任一项所述的厨余垃圾全生物降解手拎袋的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将改性淀粉、酯化纤维素、壳聚糖在60～80℃下真空干燥4～6h后混匀，然后熔融共混并加入粘合剂，自然冷却至室温，经双螺杆挤出机挤出得到母粒；将母粒在120～220℃下吹塑成型得到厨余垃圾全生物降解手拎袋；
其中，熔融共混的温度为100～200℃，转速为30～80r/min，共混时间为≤10min；双螺杆挤出机的温度为100～200℃，转速为10～50r/min。
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