一种可生物降解塑料薄膜的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解塑料薄膜的制备方法及应用，该方法以天然多糖类化合物和聚醇类化合物为原料，引入发酵型酵母为降解促进剂，制备可生物降解塑料薄膜，整个过程操作简单、无污染、无毒害，且反应能耗低，制备得到的可生物降解塑料薄膜具有均匀的组成及良好的优良的可生物降解性及对染料的吸附性。本发明专利技术利用天然高分子材料与合成高分子的相互协同作用共混复合形成凝胶体系，以微生物为降解促进剂制备天然环保可生物降解塑料薄膜，所需原料来源广且经济易得，所制备的可生物降解塑料薄膜具有可生物降解、天然环保、可二次利用的特点。

Preparation and application of a biodegradable plastic film

The invention discloses a biodegradable plastic film preparation method and the application of this method to the natural polysaccharide compounds and poly alcohols as raw materials, fermentation yeast into degradation accelerant, preparation of biodegradable plastic film, the whole process has the advantages of simple operation, no pollution, no poison, and low energy consumption. Preparation of biodegradable plastic film has uniform composition and good biodegradability and dye adsorption. Effect of blending composite gel systems together the invention uses natural polymer and synthetic polymer, preparation of natural environmental degradation accelerant of biodegradable plastic film in microorganisms, required a wide source of raw materials and easy to get, the preparation of biodegradable plastic film is biodegradable, natural environmental protection, two with the characteristics of.

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解塑料薄膜的制备方法及应用
本专利技术属于含微生物的天然环保可生物降解高分子材料，具体涉及一种可生物降解塑料薄膜的制备方法及应用。
技术介绍
在科技水平不断发展的今天，塑料薄膜制品已经成了人们生活中所常见且不可或缺的东西，一次性塑料袋、快递包装袋等塑料薄膜随处可见。传统塑料薄膜制品的原料多为石油的各种衍生物，而众所周知，石油属于不可再生资源，所以在石油资源枯竭之前，找到合适的甚至性能更好的塑料替代品刻不容缓。另一方面，随着人们环保意识的增强，单纯追求产品性能的时代已经过去，如今人们更需要的是塑料产品本身的环境友好性，所以可生物降解性塑料制品应运而生。可生物降解塑料是指可以由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。已有的可生物降解塑料薄膜多是由天然高分子材料与各种聚酯共混或共聚来制备的，其中有些虽然制得的材料为可生物降解性，但其制备过程会使用到有毒有害的催化剂、交联剂等。中国专利CN1916062A公开了一项技术，采用淀粉、多元醇、乙烯-丙烯酸酯共聚物、盐类添加剂等共混制备淀粉基可生物降解性塑料，其中淀粉含量达30-65％，高的淀粉含量促进了该材料的可生物降解性。中国专利CN103865106A公开了一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，这种高淀粉含量的生物降解塑料以玉米、马铃薯淀粉等天然植物淀粉为主要原料，以完全可生物降解的聚乙烯醇为主增韧剂和聚乙二醇为辅增韧剂，并添加环保类复合增塑剂以及加工助剂混炼而成，淀粉含量最高可达90wt％。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种可生物降解塑料薄膜的制备方法及应用，该方法以天然多糖类化合物和聚醇类化合物为原料，引入发酵型酵母为降解促进剂，制备可生物降解塑料薄膜，整个过程操作简单、无污染、无毒害，且反应能耗低，制备得到的可生物降解塑料薄膜具有均匀的组成及优良的可生物降解性及对染料可见的吸附性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种可生物降解塑料薄膜的制备方法，包括以下步骤：1)按质量份数将0.1～20份的聚醇类化合物加入10～1000份的去离子水中，在80～120℃下搅拌直至完全溶解，得到基体A，冷却至室温备用；将0.1～500份的天然高分子多糖加至10～1000份的去离子水中，在10～100℃下搅拌直至完全溶解，得到基体B，冷却至室温备用；2)在60～100℃下，将10～20份基体B缓缓加入10～50份基体A中，持续搅拌直至均匀，得到基体C，冷却至室温备用；3)取10～20份的基体C、0.5～10份的微生物、0.01～10份的营养液，0.05～5份的pH调节剂，温度为25～40℃，搅拌反应，然后倒入模具盘，置于﹣50～50℃的环境中进行物理交联凝胶化成型，取出干燥，制备含酵母的可生物降解塑料薄膜。作为本专利技术的进一步改进，所述的聚醇类化合物为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、海藻酸、聚丙烯酰胺中的一种或多种的混合物。作为本专利技术的进一步改进，所述的天然高分子多糖为淀粉、改性淀粉、糊精、环糊精、聚阴离子纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种的混合物。作为本专利技术的进一步改进，所述的酵母为发酵型酵母，优选面包酵母。作为本专利技术的进一步改进，所述的营养剂为葡萄糖、小麦淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、牛肉膏、豆芽浸出液、蛋白胨、果汁、氨基酸中的任意一种或多种的混合物。作为本专利技术的进一步改进，所述的pH调节剂为柠檬酸、柠檬酸钾、乳酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸钠、碳酸钠、碳酸钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、碳酸氢钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的一种或一对缓冲溶液。作为本专利技术的进一步改进，所述的物理交联凝胶化成型为冷冻-解冻、机械搅拌、紫外光照、加热、微波辐射中的一种或多种的结合。作为本专利技术的进一步改进，步骤2、3)中，搅拌速度为50～500r/min，时间为1～12小时。作为本专利技术的进一步改进，步骤3)中，干燥温度为20～35℃。一种由所述的制备方法制得的可生物降解塑料薄膜在吸附染料中应用，可生物降解塑料薄膜吸水溶胀后用于吸附的染料包括：结晶紫、甲基橙、孔雀石绿、亚甲基蓝、碱性品红、碱性玫瑰精中的一种或两种混合物。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：本专利技术采用将淀粉、改性淀粉、糊精、环糊精等含有大量羟基的天然多糖类化合物和聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等亲水性高分子，以及发酵型酵母菌均匀共混，制成含有酵母菌负载的可生物降解性塑料薄膜。与传统的制备方法不同，本制备方法过程中不含任何有毒有害性化学试剂，且能耗低、易操作。制备得的薄膜具有优良的力学性能，尤其是在含水湿润的情况下，薄膜的力学性能与干燥薄膜产生很大差异，为其在不同领域的应用创造了条件。另一方面，本专利技术利用天然高分子材料与合成高分子的相互协同作用共混复合形成凝胶体系，以微生物为降解促进剂制备天然环保可生物降解塑料薄膜，所需原料来源广且经济易得，所制备的可生物降解塑料薄膜具有可生物降解、天然环保、可二次利用的特点。所制备的薄膜具有优良的可降解性能，在单纯地水环境下，5天内可自然水解70％。再者，已发现酵母菌具有吸附分解染料的作用，常见染料如结晶紫、甲基橙、亚甲基蓝、孔雀石绿等染料都能被酵母菌很好的分解去除，所以本研究所制得的塑料膜制品，可以在其老化之后二次利用，用来除去废水中的染料，且已证明该塑料膜对染料的吸附具有可循环性，可多次利用。由于本专利技术采用可生物降解高分子为基材，以水为溶剂制备，以酵母菌为降解促进剂制备可生物降解性薄膜，整个过程操作简单、无污染、无毒害，且反应能耗低，制备得到的可生物降解塑料薄膜具有均匀的组成及优良的可生物降解性及对染料可见的吸附性。进一步，天然高分子多糖类化合物如纤维素、淀粉、改性淀粉、糊精、环糊精等都属于可生物降解性大分子的范畴，其分子中都含有大量羟基，易与亲水性高分子如聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等分子中所含的羟基、氨基、羰基等在冷冻-解冻的条件下形成氢键交联形成复合三维结构。因为此过程为物理交联过程，所以避免了交联剂等对塑料膜可生物降解性能的影响。本专利技术的可生物降解薄膜塑料具有良好的机械性能、可生物降解性、及对一些常用染料的吸附性。将该薄膜投入水中5天内可自然水解70％，薄膜拉伸强度可达35MP，吸水溶胀情况下断裂伸长率可达600％，对一些常用染料的吸附量可达70mg/g。附图说明图1为所制备可生物降解塑料薄膜断面的SEM图。具体实施方式本专利技术一种可生物降解塑料薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)按质量比将0.1～20份的聚乙烯醇加入10～1000份的去离子水中，在80～120℃下搅拌使其完全溶解，得到基体A，冷却至室温备用；将质量份数为0.1～500份的天然高分子多糖加至10～1000份的去离子水中，在10～100℃下搅拌使其完全溶解，得到基体B，冷却至室温备用；2)在60～100℃下，将(10～20份)B缓缓加入(10～50份)A中，持续搅拌加热直至混合均匀，得到基体C，冷却至室温备用；搅拌速度为50～500r/min，时间为1～12小时。3)取10～20份的基体C、0.5～20份的微生物、0.01～10份的营养液与0.05～5份的pH调节剂混合，在温度为25～40℃搅拌均匀(搅拌速度为50～5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按质量份数将0.1～20份的聚醇类化合物加入10～1000份的去离子水中，在80～120℃下搅拌直至完全溶解，得到基体A，冷却至室温备用；将0.1～500份的天然高分子多糖加至10～1000份的去离子水中，在10～100℃下搅拌直至完全溶解，得到基体B，冷却至室温备用；2)在60～100℃下，将10～20份基体B缓缓加入10～50份基体A中，持续搅拌直至均匀，得到基体C，冷却至室温备用；3)取10～20份的基体C、0.5～10份的微生物、0.01～10份的营养液，0.05～5份的pH调节剂，温度为25～40℃，搅拌反应，然后倒入模具盘，置于﹣50～50℃的环境中进行物理交联凝胶化成型，取出干燥，制备含酵母的可生物降解塑料薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按质量份数将0.1～20份的聚醇类化合物加入10～1000份的去离子水中，在80～120℃下搅拌直至完全溶解，得到基体A，冷却至室温备用；将0.1～500份的天然高分子多糖加至10～1000份的去离子水中，在10～100℃下搅拌直至完全溶解，得到基体B，冷却至室温备用；2)在60～100℃下，将10～20份基体B缓缓加入10～50份基体A中，持续搅拌直至均匀，得到基体C，冷却至室温备用；3)取10～20份的基体C、0.5～10份的微生物、0.01～10份的营养液，0.05～5份的pH调节剂，温度为25～40℃，搅拌反应，然后倒入模具盘，置于﹣50～50℃的环境中进行物理交联凝胶化成型，取出干燥，制备含酵母的可生物降解塑料薄膜。2.根据权利要求1所述的可生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于，所述的聚醇类化合物为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、海藻酸、聚丙烯酰胺中的一种或多种的混合物。3.根据权利要求1所述的可生物降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于，所述的天然高分子多糖为淀粉、改性淀粉、糊精、环糊精、聚阴离子纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种的混合物。4.根据权利要求1所述的可生物降解塑料薄膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，田芙蓉，李成涛，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61