【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋可降解材料，尤其是涉及一种海洋可降解生物质塑料薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、地球每年生产的塑料超过三亿吨，绝大多数塑料废弃后以不同途径最终进入海洋，加之海洋环境中微生物少、含氧量低、光照弱，塑料很难分解，这使得海洋中充斥着大量的塑料垃圾，严重威胁海洋生物的繁殖和生存，甚至通过食物链再次回到人类的餐桌上进而威胁人类健康。
2、废弃后进入海洋中的塑料不好进行收集及处理，想要从根源上减少这种垃圾，最有效的办法就是研制出海洋可降解的生物质塑料并推广使用，使大量生物质塑料废弃垃圾在进入海洋后自行降解。目前应用较广的生物降解膜大多都是含酯键、分子链相对较弱的高分子材料，在陆地土壤中很容易被微生物降解，但在微生物量较少的海洋环境下无法迅速降解。鉴于此，科研人员已经研制出易在海洋中降解的新型高分子材料，但由于其成本较高、产量很低、与聚乙烯等传统塑料相比质量较差，这种海洋可降解包装材料仍然无法大量推广，这推动了研究人员通过使用可再生资源对可生物降解塑料的研究和开发。
3、此外，近年来，随着食品行业的发展和生活水平的提高，人们的消费理念不断提升，对包装材料也提出了更高的要求。其中，海洋可降解、高安全性、高阻隔性、高密封性、高抗菌性生物质塑料产品的开发是食品包装行业发展的一大趋势。
4、淀粉是一种多糖材料，可以有效吸引海水中微生物聚集，具有良好的海洋可生物降解性，原料便宜易得，可再生，在自然界分布广泛，且安全性较高，因而在生物质塑料包装领域逐渐引起人们关注。然而，纯粹的淀粉膜抗湿性很差，力学性
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是克服上述现有技术的不足，提供一种兼具有良好海洋可降解性、高阻隔性、高密封性、良好机械性能、高安全性的生物质塑料薄膜及其制备方法。该方法通过改性后的淀粉与其他环境友好型聚合物共混发生化学交联，可以明显观察到其物理性能的改善，同时，通过加入增塑剂、抗氧化剂、抑菌剂等进行调整，使膜材料的性能符合需求，这为制备符合要求的海洋可降解的生物质塑料提供了新思路。所述制备工艺流程简单，有利于保护环境、节约资源，可带来很好的经济及社会效益。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种海洋可降解生物质塑料薄膜，以重量份计，包括以下成分：淀粉30-60份、氧化剂10份、成膜剂15-40份、交联剂0.5份、增塑剂3-5份、抗氧化剂1-2份以及天然抑菌剂2-4份。
3、优选的，所述淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、葛根淀粉、藕粉等淀粉中任意一种或多种的组合。
4、优选的，所述氧化剂为高碘酸钠、高氯酸钠、过氧化氢中任意一种或多种的组合。
5、优选的，所述成膜剂为聚乙烯醇(pva)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、羧甲基纤维素(cmc)、聚氨酯、环氧树脂、壳聚糖中任意一种或多种组合。、
6、优选的，所述交联剂为盐酸、甲酸、鞣质酸、鞣酸、鞣花酸、阿魏酸、单宁酸、柠檬酸、丁二酸、nacl、cacl2、macl2、alcl3,fecl3、、聚甲基丙烯酸、纳米颗粒中任意一种或多种的组合。
7、优选的，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯(tbc)、环氧大豆油酸酯(esbo)、环氧脂酸甘油酯(ejm)、雷公藤酸酯(dotp)、己内酯(caprolactone)中任意一种或多种的组合。
8、优选的，所述抗氧化剂为维生素c(抗坏血酸)、维生素a(β-胡萝卜素、β-胡萝卜烯)、茶多酚、花青素、藻多糖中任意一种或多种的组合。
9、优选的，所述天然抑菌剂为山梨酸、柠檬醛、茴香醛、茶树油或香豆素中任意一种或多种的组合。
10、一种海洋可降解生物质塑料薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11、s1:将淀粉与超纯水混合均匀，经95℃水浴加热、搅拌处理30min，待其冷却后加入氧化剂，反应一定时间即可制得表面引入羧基基团的改性淀粉溶液，在超纯水中透析两天，透析期间每小时换一次水；
12、s2：将成膜剂加入超纯水中，经适宜温度加热，磁子搅拌2小时制得透明且均匀的溶液，室温下冷却；
13、s3：将制得的改性淀粉溶液与成膜剂溶液以一定体积比共混，加入交联剂充分搅拌后，再加入增塑剂、抗氧化剂及天然抑菌剂，注入模具中经干燥后脱模。
14、优选的，步骤s2中所述适宜温度低于成膜剂玻璃化转变温度。
15、优选的，步骤s3中所述改性淀粉溶液与所述成膜剂溶液的体积比为1:1-3:1。
16、由于淀粉富含有机物，是多种微生物定居的理想基质，因此在定殖初期对微生物群落的选择起主要作用。故在降解初期，本专利技术制得的海洋可降解生物质塑料薄膜表面聚集了大量可以降解淀粉的微生物，它们迅速繁殖并产生代谢物，在薄膜表面形成“生物膜”结构。“生物膜”区域往往是营养盐再生的活性中心，能够为其它种类海洋微生物提供有益的生态位，它的形成是一个动态发展的过程，在不同阶段其群落结构有明显的不同。降解后期，薄膜中的淀粉部分基本降解完成，“生物膜”结构吸引新的微生物种群定殖，促使薄膜中非淀粉部分的进一步降解，进而加快整张膜的降解进程。因此，本专利技术制得的海洋可降解生物质塑料薄膜以淀粉为基质材料，可以有效利用“塑料圈”中微生物和化学物质的相互影响。
17、因此，本专利技术采用上述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜及其制备方法，具备以下有益效果：
18、1、本专利技术以改性淀粉作为基质材料，可吸引海水中微生物聚集，从而有效增强生物质塑料薄膜在海水中的降解性；成膜剂作为共混材料，可与改性淀粉发生化学交联，增强生物质塑料薄膜的机械强度和耐水性；环境友好型增塑剂可以增强生物质塑料薄膜的拉伸性能，提高安全性；抗氧化剂用于减缓食品的氧化反应，延长食品的保质期；天然抑菌剂用于抑制细菌和霉菌的生长，防止食品变质。
19、2、本专利技术使用的原料生产成本低，安全性高，环境友好。
20、3、本专利技术制备工艺简单，加工方便，利用现有设备即可生产，适合工业化推广应用；制备的生物质塑料薄膜兼具有良好海洋可降解性、高阻隔性、高密封性、良好机械性能等特性。
21、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，以重量份计，包括以下成分：淀粉30-60份、氧化剂10份、成膜剂15-40份、交联剂0.5份、增塑剂3-5份、抗氧化剂1-2份以及天然抑菌剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、葛根淀粉、藕粉等淀粉中任意一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述氧化剂为高碘酸钠、高氯酸钠、过氧化氢中任意一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述成膜剂为聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羧甲基纤维素(CMC)、聚氨酯、环氧树脂、壳聚糖中任意一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述交联剂为盐酸、甲酸、鞣质酸、鞣酸、鞣花酸、阿魏酸、单宁酸、柠檬酸、丁二酸、NaCl、CaCl2、MaCl2、AlCl3,FeCl3、、聚甲基丙烯酸、纳米颗粒
6.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯(TBC)、环氧大豆油酸酯(ESBO)、环氧脂酸甘油酯(EJM)、雷公藤酸酯(DOTP)、己内酯(Caprolactone)中任意一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述抗氧化剂为维生素C(抗坏血酸)、维生素A(β-胡萝卜素、β-胡萝卜烯)、茶多酚、花青素、藻多糖中任意一种或多种的组合。
8.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述天然抑菌剂为山梨酸、柠檬醛、茴香醛、茶树油或香豆素中任意一种或多种的组合。
9.一种如权利要求1-7任一项所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求8所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述适宜温度低于成膜剂玻璃化转变温度,步骤S3中所述改性淀粉溶液与所述成膜剂溶液的体积比为1:1-3:1。
...【技术特征摘要】
1.一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，以重量份计，包括以下成分：淀粉30-60份、氧化剂10份、成膜剂15-40份、交联剂0.5份、增塑剂3-5份、抗氧化剂1-2份以及天然抑菌剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、葛根淀粉、藕粉等淀粉中任意一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述氧化剂为高碘酸钠、高氯酸钠、过氧化氢中任意一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述成膜剂为聚乙烯醇(pva)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、羧甲基纤维素(cmc)、聚氨酯、环氧树脂、壳聚糖中任意一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种海洋可降解生物质塑料薄膜，其特征在于，所述交联剂为盐酸、甲酸、鞣质酸、鞣酸、鞣花酸、阿魏酸、单宁酸、柠檬酸、丁二酸、nacl、cacl2、macl2、alcl3,fecl3、、聚甲基...
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