CN113881110B - 全生物降解复合膜、制备方法及其快递袋 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全生物降解复合膜、制备方法及其快递袋。具体地,所述复合膜包括依次叠层设置的第一层、第二层和第三层;所述第一层和所述第三层包括:70~90重量份的塑化淀粉、5~15重量份的聚乳酸、5~15重量份的聚己内酯和0.02‑0.1重量份的扩链剂;所述第二层包括:60~80重量份的聚碳酸亚丙酯、5~15重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯、5~15重量份的聚己内酯和0.02~0.1重量份的扩链剂。本发明的全生物降解复合膜及其快递袋,阻隔性优异,具有高强度、高韧性,耐穿刺,符合快递运输过程中的各种需求,且在土壤和海水中也具备一定的降解能力。
Description
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及生物降解材料领域,尤其涉及一种全生物降解复合膜、制备方法及其快递袋。
背景技术
近年来,互联网的飞速发展带动了电子商务平台的快速发展,网购与生活的方方面面都变得密不可分。在网购给人们生活带来便利的同时,也催生出大量的快递包裹,据统计仅2018年一年全国快递量就超过500亿件,其中消耗的塑料袋则多达到245亿个,快递包装塑料袋在快递运输过程中经过多次中转,受到很多的碰撞污染,基本没有回收利用的价值,目前总体回收率不足10%。如此大量的快递塑料袋既不能重新加工,也不能降解,大多数只能填埋和焚烧,这将对自然环境造成巨大的污染,较传统购物袋造成的白色污染来说更难处理。
目前,对全生物降解快递袋虽然也有一些研究应用,但相比于传统塑料袋,其高强度、高韧性、成本等方面均存在很大的不足,难以取代传统塑料袋。
发明内容
有鉴于此,本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种全生物降解复合膜、制备方法及其快递袋,以解决的现有技术中全生物降解复合膜难以满足快递袋对强度、韧性等性能的要求的问题。
基于上述目的,本说明书一个或多个实施例的第一方面,提供了一种全生物降解复合膜,所述复合膜包括依次叠层设置的第一层、第二层和第三层;
所述第一层和所述第三层包括:70~90重量份的塑化淀粉、5~15重量份的聚乳酸、5~15重量份的聚己内酯和0.02-0.1重量份的扩链剂;
所述第二层包括:60~80重量份的聚碳酸亚丙酯、5~15重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯、5~15重量份的聚己内酯和0.02~0.1重量份的扩链剂。
进一步地,所述第一层还包括第一着色剂,所述第三层还包括第三着色剂,所述第一着色剂和所述第三着色剂的颜色不同。
进一步地,所述塑化淀粉包括35~45重量份的淀粉、50~60重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯和8-12重量份的聚乳酸。
进一步地,所述塑化淀粉包括38~42重量份的淀粉。
进一步地,所述扩链剂包括端环氧型超支化聚合物或苯乙烯和丙烯酸缩水甘油酯中的至少一者。
进一步地,所述端环氧型超支化聚合物包括式(Ⅱ)所示的结构;
进一步地,所述第一层、所述第二层和所述第三层的厚度比例是:(25%~35%):(30%~50%):(25%~35%)。
本说明书的一个或多个实施例的第二个方面,还提供了一种全生物降解复合膜的制备方法,具体包括:
将70~90重量份的塑化淀粉、5~15重量份的聚乳酸、5~15重量份的聚己内酯和0.02-0.1重量份的扩链剂混合均匀,造粒得到第一母粒;
将60~80重量份的聚碳酸亚丙酯、5~15重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯、5~15重量份的聚己内酯和0.02~0.1重量的份扩链剂混合均匀,造粒得到第二母粒;
利用所述第一母粒和所述第二母粒进行三层共挤吹膜得到所述全生物降解复合膜;其中,所述第一母粒形成所述全生物降解复合膜的第一层和第三层,所述第二母粒形成所述全生物降解复合膜的第二层。
进一步地,所述利用所述第一母粒和所述第二母粒进行三层共挤吹膜得到所述全生物降解复合膜之前,还包括:
将所述第一母粒和第一着色剂混合得到用于形成所述第一层的材料;和
将所述第一母粒和第三着色剂混合得到用于形成所述第三层的材料;其中,所述第一着色剂和所述第三着色剂的颜色不同。
进一步地,所述塑化淀粉通过如下步骤制备得到:
对原料淀粉进行脱水处理,得到含水量8~9%的淀粉;
将所述淀粉、聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯和聚乳酸混匀后,加入相溶剂共挤拉条造粒得到所述塑化淀粉。
本说明书的一个或多个实施例的第三个方面,还提供一种快递袋,所述快递袋采用前述任一所述的全生物降解复合膜制成。
从上面所述可以看出,本说明书一个或多个实施例提供的一种全生物降解复合膜、制备方法及其快递袋,阻隔性优异,具有高强度、高韧性,耐穿刺,符合快递运输过程中的各种要求,且在土壤和海水中也具备一定的降解能力。
附图说明
图1为本公开实施例提供的端羟基超支化聚酯(HBPE)的合成路径示意图;
图2为本公开实施例制备得到的端环氧型超支化聚合物的红外光谱图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本公开进一步详细说明。
需要说明的是,除非另外定义,本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
基于现有技术中的全生物降解复合膜难以满足快递袋对强度、韧性等性能的要求,本说明书的第一方面提供一种全生物降解复合膜。
所述复合膜包括依次叠层设置的第一层、第二层和第三层;所述第一层和所述第三层包括:70~90重量份的塑化淀粉、5~15重量份的聚乳酸、5~15重量份的聚己内酯和0.02-0.1重量份的扩链剂;所述第二层包括:60~80重量份的聚碳酸亚丙酯、5~15重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯(PBAT)、5~15重量份的聚己内酯和0.02~0.1重量份的份扩链剂。
由此可见,本说明书提供的权生物降解复合膜,具有重叠设置的三层结构,三层界面相溶性更好,确保所述复合膜的穿刺性能、韧性、强度、边封热合指标等符合快递运输过程的需求。此外,所述复合膜对粘胶和离型膜具有良好的保持性能,能够保证粘胶和离型膜的持久性,规避了现有生物降解材质快递袋粘胶不牢的缺点。
这里,所述聚己内酯组分不仅和塑性淀粉具有良好的相容性,且在水和土壤环境中具有良好的降解性能。
这里,所述聚碳酸亚丙酯和所述聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯等赋予所述复合膜良好的阻隔性。
应当理解的,这里,所述第一层和第三层各组分的具体含量可以相同,也可以不同。例如所述第一层包括70重量份的塑化淀粉;所述第三层包括85重量份的塑化淀粉。
可选地,所述聚碳酸亚丙酯可以是60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份。
在本说明书的一些实施例中,所述第一层还包括第一着色剂,所述第三层还包括第三着色剂,所述第一着色剂和所述第三着色剂的颜色不同。
通过在第一层和第三层中添加着色剂,使得所述复合膜的透光率较低,满足消费者在使用快递袋的过程中对隐私保护的要求。通过在第一层和第三层中添加不同样的着色剂,能够提供更多的色彩,增加所述复合膜的使用方式,满足不同使用者的要求。
可选地,所述着色剂为色母粒。
作为一种可选的实施方式,所述第一着色剂为白色母粒,所述第三着色剂为黑色母粒。
进一步地,所述第二层还包括第二着色剂。可选的,所述第二着色剂的颜色与第一着色剂相同。
在本说明书的一些实施例中,所述第一着色剂和/或所述第二着色剂的质量份是4~10份;
在本说明书的一些实施例中,所述第三着色剂的质量份是2~6份。
在本说明书的一些实施例中,所述塑化淀粉包括35~45重量份的淀粉、50~60重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯和8-12重量份的聚乳酸。
相比于在复合膜中直接添加淀粉,通过在所述第一层和第三层使用塑化淀粉,使得所述复合膜在温湿度发生变化时,也能够避免返潮浸出,杜绝表面产生油湿发粘的现象,从而能够适应各种环境条件。同时,通过使用塑性淀粉,可以降低复合膜的整体成本并促进所述复合膜在水和土壤中的降解。
可选地,所述塑化淀粉包括38~42重量份的淀粉。采用38~42重量份的淀粉,所述复合膜的性能更能满足制备快递袋的要求。
可选地,第一层和第三层中原料淀粉的含量不高于32%。示例性的,可选地,第一层和第三层中原料淀粉的含量可以是30%、28%、25%、22%、20%等。
在本说明书的一些实施例中,所述扩链剂为含有环氧官能团的聚合物。所述扩链剂与聚乳酸、聚己内酯、聚碳酸亚丙酯、聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯等聚酯所携带的端基具有良好的反应性,有明显的扩链效果,可以有效提高产品的物理性能和加工耐热性,避免材料由于分子量减小导致的性能下降。
可选地,所述扩链剂选自巴斯夫ADR4385、ADR4368或ADR4370中的一种或多种。
可选地,所述扩链剂包括苯乙烯和丙烯酸缩水甘油酯。示例性的,所述扩链剂选自佳易容SAG-002、SAG-005或SAG-008中的一种或多种。
在一些实施例中,所述含有环氧官能团的聚合物包括端环氧型超支化聚合物(epoxy-terminated hyperbranched polymer,简写EHBP)。
可选地,所述端环氧型超支化聚合物以端羟基超支化聚酯(hydroxyl-terminatedhyperbranched polyester,简写HBPE)为原料,经含环氧基团的化合物对端羟基改性制备得到。
端环氧型超支化聚合物的结构是高度支化的三维球型,同时拥有许多端环氧基,具有官能度比较高,溶解性能好,活性高等特点。
可选地,含环氧基团的化合物对至少部分端羟基改性。需要说明的是,端羟基超支化聚酯包括众多端羟基,存在空间位阻,含环氧基团的化合物对端羟基的改性难度随着改性比例的提高而上升。通过调整反应条件,例如含环氧基团的化合物的比例,可以对改性率进行调节,这里不再详述。
在一些实施例中,所述羟基超支化聚酯包括式(Ⅰ)所示的结构;
在一些实施例中,所述端环氧型超支化聚合物包括式(Ⅱ)所示的结构;
作为一个可选的实施例,请参阅图1,所述端羟基超支化聚酯的制备方法包括:
以三羟甲基丙烷(TMP),2,2-二羟甲基丙酸(DMPA),对甲苯磺酸(P-TSA)为原料,通过一步熔融缩聚的方法,制备得到端羟基超支化聚酯。
需要说明的是,对甲苯磺酸在反应中作为催化剂。
可选地,熔融缩聚的条件包括:
惰性气体保护下,于135~145℃温度条件下搅拌反应1.5~2.5小时;以及
减压蒸馏继续反应1.5~2.5小时。
其中,惰性气体可以是氮气、氩气、氦气等。
其中,反应温度可以是135℃、137℃、140℃、142℃、145℃。
其中,反应时间可以是1.5小时、1.8小时、2.0小时、2.3小时、2.5小时。
其中,搅拌的转速可以是170r/min、175r/min、180r/min、185r/min。
其中,减压蒸馏的压力不大于0.10mPa,例如0.08mPa。
在一些实施例中,所述端环氧型超支化聚合物的制备方法包括:
采用环氧氯丙烷对端羟基超支化聚酯的端羟基进行改性,制备得到。
作为一个可选的实施例,所述端环氧型超支化聚合物的合成路线如下所示:
可选地,所述端环氧型超支化聚合物包括式(Ⅲ)所示的结构;
可选地,上述改性的步骤,具体包括:
(1)在78℃~82℃的条件下,例如80℃,向制备得到的端羟基超支化聚酯中滴加三氟化硼乙醚、环氧氯丙烷,搅拌条件下反应1.5小时~2.5小时,例如2小时。这里,先加入少许环氧氯丙烷再滴加三氟化硼乙醚。搅拌的转速例如可以是180r/min、200r/min或210r/min。
(2)继续加入饱和饱和氢氧化钠溶液,反应1.5小时~2.5小时后,升温至98℃~102℃减压蒸馏。其中,反应时间可以是2小时。其中,升温后的温度可以是100℃。
需要说明的是,减压蒸馏可以去除反应物中的水、环氧氯丙烷等物质。
(3)减压蒸馏后降温至48℃~52℃,加入溶剂,例如三氯甲烷,溶解产物,静置,抽滤,减压蒸馏即得目标产物端环氧型超支化聚合物。这里,目标产物为粘稠液体。
在本说明书的一些实施例中,所述第一层、所述第二层和所述第三层的厚度比例是:(25%~35%):(30%~50%):(25%~35%)。
可选地,所述复合膜的厚度为0.03mm~0.08mm。这样厚度的复合膜,适用于制备快递袋。
在本说明书的第二方面,还提供一种全生物降解复合膜的制备方法,包括:
将70~90重量份的塑化淀粉、5~15重量份的聚乳酸、5~15重量份的聚己内酯和0.02-0.1重量份的扩链剂混合均匀,造粒得到第一母粒;
将60~80重量份的聚碳酸亚丙酯、5~15重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯、5~15重量份的聚己内酯和0.02~0.1重量份的扩链剂混合均匀,造粒得到第二母粒;
利用所述第一母粒和所述第二母粒进行三层共挤吹膜得到所述全生物降解复合膜;其中,所述第一母粒形成所述全生物降解复合膜的第一层和第三层,所述第二母粒形成所述全生物降解复合膜的第二层。
通过这样的方式制备得到所述全生物降解复合膜,能够确保层与层之间保持良好的结合性能。
可选地,所述第一母粒和所述第二母粒通过双螺杆造粒机制备。
可选地,所述混合的时间可以原料的均匀性来确定,例如5分钟。
在本说明书的一些实施例中,所述利用所述第一母粒和所述第二母粒进行三层共挤吹膜得到所述全生物降解复合膜之前,还包括:
将所述第一母粒和第一着色剂混合得到用于形成所述第一层的材料;和
将所述第一母粒和第三着色剂混合得到用于形成所述第三层的材料;其中,所述第一着色剂和所述第三着色剂的颜色不同。
在本说明书的一些实施例中,所述塑化淀粉通过如下步骤制备得到:
对原料淀粉进行脱水处理,得到含水量8~9%的淀粉;
将所述淀粉、聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯和聚乳酸混匀后,加入相溶剂共挤拉条造粒、干燥得到所述塑化淀粉。
可选地,所述加入相溶剂共挤拉条造粒得到所述塑化淀粉的步骤中,所述相溶剂的加入方式可以是侧喂料。
可选地,所述相溶剂为生物基甘油类。
通常,淀粉含水率通常在14%左右,本实施例中得到的塑化淀粉的水分为180~210ppm。可选地,所述水分为200ppm。
通过降低塑化淀粉中的水分,有利于保证塑化淀粉在温湿环境下的性能,避免返潮。
可选地,在干燥的步骤之前,还包括切粒的步骤。
可选地,所述淀粉、聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯和聚乳酸采用冷混工艺进行混匀。
可选地,所述干燥的方法为真空干燥。
可选的,所述原料淀粉为玉米淀粉。
在本说明书的第三方面,还提供一种快递袋,所述快递袋采用前述任一所述的全生物降解复合膜制成。
可选地,利用边封制袋机制作所述快递袋。
以下结合具体实施例,对本发明的技术方案进行具体说明。
实施例1
按以下重量份的组成,制备所述全生物降解复合膜快递袋。
第一层:塑化淀粉75份,聚乳酸10份,聚己内酯15份,ADR4385 0.02份,白色母粒4份;
第二层:聚碳酸亚丙酯70份,聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯15份,聚己内酯15份,ADR4385 0.02份,白色母粒4份;
第三层:塑化淀粉75份,聚乳酸10份,聚己内酯15份,ADR4385 0.02份,黑色母粒2份。
其中,所述塑化淀粉通过共挤拉条造粒得到,且其包括:50重量份的玉米淀粉、35重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯和10重量份的聚乳酸和5重量份的相溶剂;其中,所述相溶剂是生物基甘油类。
实施例2
按以下重量份的组成,制备所述全生物降解复合膜快递袋。
第一层:塑化淀粉80份,聚乳酸5份,聚己内酯15份,ADR4368 0.02份,白色母粒6份;
第二层:聚碳酸亚丙酯70份,聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯15份,聚己内酯15份,ADR4368 0.02份,白色母粒6份;
第三层:塑化淀粉80份,聚乳酸5份,聚己内酯15份,ADR4368 0.02份,黑色母粒3份。
其中,所述塑化淀粉通过共挤拉条造粒得到,且其包括:玉米淀粉35份,聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯50份,聚乳酸12份,相溶剂3.5份;其中,所述相溶剂是生物基甘油类。
实施例3
按以下重量份的组成,制备所述全生物降解复合膜快递袋。
第一层:塑化淀粉70份,聚乳酸15份,聚己内酯15份,ADR4370 0.02份,白色母粒10份;
第二层:聚碳酸亚丙酯70份,聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯15份,聚己内酯15份,ADR4370 0.02份,白色母粒10份;
第三层:塑化淀粉70份,聚乳酸15份,聚己内酯15份,ADR4370 0.02份,黑色母粒4份。
其中,所述塑化淀粉通过共挤拉条造粒得到,且其包括:玉米淀粉45份,聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯50份,聚乳酸10份,相溶剂4.5份;其中,所述相溶剂是生物基甘油类。
实施例4
本实施例和实施例1的区别在于:第一层和第三层中塑化淀粉的组成为:35重量份的玉米淀粉、53重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯、12重量份的聚乳酸和3重量份的相溶剂。
实施例5
本实施例和实施例1的区别在于:第一层和第三层中塑化淀粉的组成为:玉米淀粉40份,聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯50份,聚乳酸10份,相溶剂4份。
实施例6
本实施例和实施例2的区别在于:第一层和第三层中塑化淀粉为95份。
实施例7
本实施例和实施例1的区别在于:将ADR4385替换为EHBP。以下对端环氧型超支化聚合物的制备方法进行详细描述。其中,所用的试剂均为市售。
HBPE的制备
(1)称取5.02g TMP、99.95g DMPA与0.37g的P-TSA,并将三种试剂混合倒入三口烧瓶中;
(2)将油浴锅中的三口烧瓶依次接入搅拌器、回流冷凝管,温度计,升温油浴锅至140℃,先不开启搅拌桨,待三口烧瓶中的反应物熔融的时候开启搅拌桨并开始计时,保持转速在180r/min,在氮气保护下反应两个小时;
(3)用减压蒸馏(0.08mPa)反应2h后,停止反应,等到产物冷却后,会形成硬脆的半透明固体。
EHBP的制备
(1)待实施例1的反应物降温到80℃,使用恒压漏斗向反应物中缓慢加入2.5mL三氟化硼乙醚,同时通过恒压漏斗向反应物中缓慢的滴加100mL环氧氯丙烷,顺序为先加入少许环氧氯丙烷再滴加三氟化硼乙醚。由于三氟化硼乙醚易于水发生反应,所以加入三氟化硼乙醚时保持在无水状态,滴加完环氧氯丙烷和三氟化硼乙醚后反应物颜色为橙色。保持温度在80℃反应2h,转速保持200r/min后,颜色由橙色变成了黄色。
(2)保持反应物温度在80℃,加入饱和氢氧化钠溶液30mL,反应2h。反应结束后,升温至100℃时,利用循环式水泵对反应物进行减压蒸馏,除去反应物中的水,环氧氯丙烷等物质。
(3)减压蒸馏后再降温至50℃,向其中加入200mL的三氯甲烷,一边搅拌一边等到产物溶解。产物溶解后,静置,可以观察到白色固体与黄色液体固液分层。然后进行抽滤,最后减压蒸馏得到的橙黄色粘稠液体就是目标产物端环氧型超支化聚合物EHBP包括如式(Ⅲ)所示结构。
取微量目标产物与适量干燥的KBr晶体,在玛瑙研钵中研磨成粒度≤2μm的粉末,进行压片制样,压制成完整透明的薄片状进行FTIR测试,扫描范围设定在4000-500cm-1,扫描32次,结果详见图2。
如图2可知,EHBP酯基的吸收峰在1740cm-1处都出现了,并且反式环氧环在837cm-1出现振动,顺式环氧环在908cm-1处也出现了振动,因此可以确定在1256cm-1处的是三元环氧醚基;-CH2-O-CH2-的吸收峰在1101cm-1处出现,而在3550cm-1出现的吸收峰为羟基的吸收峰,在2700cm-1处为C-H键伸缩振动峰。综上所述,可以确定合成物为端环氧型超支化聚酯。
实施例8
本实施例和实施例7的区别在于:EHBP的添加量为0.04份。
实施例9
本实施例和实施例7的区别在于:EHBP的添加量为0.10份。
对比例1
本对比例和实施例2的区别在于:将第一层和第三层中的塑化淀粉替换为同比例的淀粉、聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯和聚乳酸,也就是说,本对比例中的淀粉未经共挤拉条造粒。
对比例2
本对比例和实施例2的区别在于:除黑、白色母粒以外,将第一层、第二层和第三层替换为市场常用改性吹膜级母粒,组分包括60%聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯+5%聚乳酸+30%淀粉+5%增塑剂专用母粒。
对比例3
本对比例和实施例2的区别在于:各层母粒与色母粒比例不变,形成所述全生物降解复合膜时,三层的喂料比例不同。
对比例4
本对比例和实施例2的区别在于:第二层的原料包括:聚乳酸5份,聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯80份,聚己内酯15份,ADR4368 0.02份,白色母粒6份。
以上九个实施例和对比例1~4制备方法如下,其中,不涉及的步骤,例如对比例1不涉及塑化淀粉的制备方法则省略。
根据实施例1~9和各对比例的配比,先将除色母粒之外的成分混合均匀,使用双螺杆造粒机造粒得到各层的母粒;其中,塑化淀粉的制备方法,包括:对玉米淀粉进行脱水处理,得到含水量8~9%的淀粉;按比例将所述淀粉、聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯和聚乳酸混匀后,加入相溶剂共挤拉条造粒得到所述塑化淀粉。
其中,制备塑化淀粉的共挤拉条造粒的具体条件是:设置双螺杆造粒机组各区温度为:一区90℃、二区120℃、三区125℃、四区130℃、五区135℃、六区135℃、七区140℃、八区140℃、九区145℃、十区145℃、十一区150℃、十二区150℃、十三区150℃、机头150℃;设置螺杆转速300rpm。
其中,制备各层母粒的条件是:设置双螺杆造粒机组各区温度为:一区90℃、二区120℃、三区125℃、四区130℃、五区135℃、六区135℃、七区135℃、八区135℃、九区135℃、十区140℃、十一区140℃、十二区140℃、十三区130℃、机头130℃;设置螺杆转速220rpm。
再将各层母粒和色母粒分别进行混合,加入三层共挤设备对应的三层料斗中,喂料比例是:1:1:1,吹膜得到全生物降解复合膜,其中全生物降解复合膜厚度为5.5丝。
对比例3的制备方法
对比例3和实施例2的制备方法区别在于:喂料比例为2:1:2。对比例3吹膜得到全生物降解复合膜的厚度为5.5丝。
利用实施例1~9和对比例1~4制备的所述全生物降解复合膜,使用边封制袋机制作成快递袋产品。其中,实施例1~9对应的快递袋产品依次编号为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ,Ⅷ,Ⅸ;对比例对应的快递袋产品依次编号为A、B、C、D。分别测试各产品的拉伸性能、直角撕裂性能、热封边热封性能、抗穿刺性能、抗摆锤冲击性能、透光率和破材性能。
其中,拉伸测试检测快递袋的拉伸性能。具体地,按照GB/T 1040.3-2006测试,试样采用2型,长度为150mm,宽度为15mm,试验速度为200mm/min。检测样品纵向和横向两个方向并获得对应数据。
其中,直角撕裂检测快递袋的直角撕裂性能。具体地,按GB/T16578.2-2009的规定进行测试。检测样品纵向和横向两个方向并获得对应数据。
其中,热封测试用于检测快递袋的热封边热封性能。具体地,按QB/T2358标准进行测试。其中,穿刺测试用于检测快递袋的抗穿刺性能。具体地,按GB/T 10004-2008标准进行测试。
其中,抗摆锤测试用于检测快递袋的抗摆锤冲击性能。具体地,按GB/T8809-2015标准进行测试。
其中,透光率测试按GB/T 2410标准进行测试。
对快递袋产品Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ,Ⅷ,Ⅸ与对比例产品A、B、C、D的性能测试结果如下表1。
从表1的测试结果可以看出,快递袋产品Ⅰ~Ⅸ的性能基本可以满足快递袋的使用需求;其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅸ具有更优的性能。将产品Ⅰ~Ⅴ和产品Ⅵ相比,可以发现产品Ⅵ的综合性能降低,表明第一层和第三层中原料淀粉的比例提高、聚乳酸的比例降低会引起产品性能降低。将产品I和产品Ⅶ~Ⅸ相比,可以看出产品Ⅶ~Ⅸ物理性能更优,特别是,Ⅸ产品中过量EHBP添加一定程度上提高了产品的韧性与强度,这与EHBP多支链结构有关。
产品A的综合性能明显下降,说明在原料相同的情况下,加料方式不同也会对产品的最终性能产生较大的影响。对于原料淀粉的使用来说,先通过共挤拉条造粒得到塑性淀粉再形成第一层、第三层的母粒有利于提高原材料的塑性,进而提高了产品的综合性能。
产品B、C的整体性能远不如产品Ⅰ~Ⅵ,表明第二层的配方和在产品中的有效比例能够显著提高产品的最终性能。
进一步地,对快递袋产品的破材性进行测试。利用热熔胶对快递袋进行破材性能测试,能够检测复合膜的贴胶性能。
具体地,对产品Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ以及产品A~B进行测试。测试方法是:选用通用水基热熔胶,设定热熔胶涂胶厚度为0.25mm,在设定-5℃,25℃,40℃的三种温度条件下剥离离型膜后粘贴1分钟后测试破材性,每组样本数是50个,测试结果如表2所示。这里的破材是指:当于热熔胶处撕扯快递袋时,热熔胶和快递袋未分离,并且在外力作用下快递袋破损。
表2破材性测试结果
从表2的测试结果可以看出,相比于对比例1和对比例2,本说明书实施例1、实施例2的破材数量在各温度下均表现优异,表明本发明提供的快递袋具有优良的贴胶性能。实施例7~实施例9的配方制备得到的快递袋产品的破材数量在各种温度下均高于实施例1的产品的破材数量,贴胶性能更优,可能的原因是由于EHBP的多支化环氧基团可与水基热熔胶之间产生反应,有效避免脱胶问题。
进一步地,对快递袋产品的水蒸气透过率与氧气透过率进行测试。
具体地,选用实施例2产品Ⅱ与对比例产品A~D,按照GB/T 21529,GB/T19789标准进行测试,结果详见表3。需要说明的是,其余实施例的产品具有类似的结果,这里不再列举。
表3阻隔性效果测试
由表3可以看出,相比于对比例的快递袋产品,本说明书实施例的配方制备得到的快递袋产品具有优异的阻水隔氧性能,能够满足多种环境的运输使用需求。其中,聚碳酸亚丙酯的添加对产品的阻水隔氧性能具有重要作用。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本公开的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种全生物降解复合膜,其特征在于,所述复合膜包括依次叠层设置的第一层、第二层和第三层;
所述第一层和所述第三层包括:70~90重量份的塑化淀粉、5~15重量份的聚乳酸、5~15重量份的聚己内酯和0.02-0.1重量份的扩链剂;
所述第二层包括:60~80重量份的聚碳酸亚丙酯、5~15重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯、5~15重量份的聚己内酯和0.02~0.1重量份的扩链剂;
所述塑化淀粉包括35~45重量份的淀粉、50~60重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯、8-12重量份的聚乳酸、相溶剂;其中,所述相溶剂为生物基甘油类;所述相溶剂的添加量是3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份;
所述扩链剂包括端环氧型超支化聚合物;所述端环氧型超支化聚合物包括式(Ⅱ)所示的结构;
(Ⅱ);
所述第一层、所述第二层和所述第三层的厚度比例是:(25%~35%):(30%~50%):(25%~35%)。
2.根据权利要求1所述的全生物降解复合膜,其特征在于,所述塑化淀粉包括38~42重量份的淀粉。
3.根据权利要求1所述的全生物降解复合膜,其特征在于,所述扩链剂还包括苯乙烯和丙烯酸缩水甘油酯。
4.一种全生物降解复合膜的制备方法,其特征在于,包括:
将70~90重量份的塑化淀粉、5~15重量份的聚乳酸、5~15重量份的聚己内酯和0.02-0.1重量份的扩链剂混合均匀,造粒得到第一母粒;
将60~80重量份的聚碳酸亚丙酯、5~15重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯、5~15重量份的聚己内酯和0.02~0.1重量份的扩链剂混合均匀,造粒得到第二母粒;
利用所述第一母粒和所述第二母粒进行三层共挤吹膜得到所述全生物降解复合膜;其中,所述第一母粒形成所述全生物降解复合膜的第一层和第三层,所述第二母粒形成所述全生物降解复合膜的第二层;
所述塑化淀粉包括35~45重量份的淀粉、50~60重量份的聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯、8-12重量份的聚乳酸、相溶剂;其中,所述相溶剂为生物基甘油类;所述相溶剂的添加量是3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份;
所述扩链剂包括端环氧型超支化聚合物;所述端环氧型超支化聚合物包括式(Ⅱ)所示的结构;
(Ⅱ);
所述第一层、所述第二层和所述第三层的厚度比例是:(25%~35%):(30%~50%):(25%~35%)。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述利用所述第一母粒和所述第二母粒进行三层共挤吹膜得到所述全生物降解复合膜之前,还包括:
将所述第一母粒和第一着色剂混合得到用于形成所述第一层的材料;和
将所述第一母粒和第三着色剂混合得到用于形成所述第三层的材料;其中,所述第一着色剂和所述第三着色剂的颜色不同。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述塑化淀粉通过如下步骤制备得到:
对原料淀粉进行脱水处理,得到含水量8~9%的淀粉;
将所述淀粉、聚(己二酸/对苯二甲酸)丁二酯和聚乳酸混匀后,加入生物基甘油类共挤拉条造粒得到所述塑化淀粉。
7.一种快递袋,其特征在于,所述快递袋采用权利要求1~3任一项所述的全生物降解复合膜制成。
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