[发明专利]一种纤维素粉和生物降解树脂共混改性材料制备吹塑薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吹塑薄膜技术，具体涉及到一种纤维素粉和生物降解树脂共混改性材料制备吹塑薄膜的方法。

背景技术

人类生产、生活大量依赖化石资源，在使用化石资源的过程中，向大气中排放出大量的二氧化碳，使全球气候变暖，引起全球极端气候变化，给人类及自然造成极大的损失。中国政府在巴黎全球气候大会上承诺，到2030年单位GDP二氧化碳排放下降60-65％，到2050年减少对石化产品依赖50％。

开辟生物质资源，利用生物质提取和制备新材料，是减少碳排放、发展循环经济的一条有效途径。从日常人类种植的粮食作物来看，粮食和秸秆的比例大概1：1，目前市场上多用淀粉类生物质和生物降解树脂共混(如CN102373858A)，这样虽然有了生物质的概念，但使用淀粉，形成了和人类争粮食的局面，就造成的大量的粮食浪费。

本发明利用生物质秸秆材料提取的纤维素、半纤维素，经过常温和低温细化后，变成粒径小于50微米的颗粒，和生物降解树脂共混后作为一类新型薄膜类材料使用，这样就开辟了一条新型生物质材料制备生物降解共混材料的新路径。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中生物质薄膜需要淀粉，且淀粉与生物降解树脂制备的薄膜断裂伸长率性能差，本发明提供一种纤维素粉和生物降解树脂共混改性材料制备吹塑薄膜的方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种纤维素粉和生物降解树脂共混改性材料制备吹塑薄膜的方法，包括以下步骤：

1)纤维素细化：首先通过温度为10℃-15℃的一级恒温磨粉设备，将纤维素细化至粒径100目(即粒径小于150μm)以下，再进入温度为-10℃的二级低温恒温的超微细化粉碎机，微细化，得超微细化纤维素粉；

2)干燥：将超微细化纤维素粉在高速混合机中高速混合干燥，除去水份，得纤维素粉；所述干燥的温度为100-130℃，干燥至水份含量小于0.2％；

3)混合和相容性处理：步骤2)干燥后的纤维素粉和生物降解树脂混合，并加入相容剂、润滑剂和增塑剂、无机填料一同混合均匀并加热，至生物降解树脂熔化；混合熔化均匀后放料至容器内，降温得混合物料；所述加热温度为130-150℃；

4)混炼造粒：降温后将步骤3)混合物料经双螺杆机挤出造粒，得到高含量纤维素母料颗粒；双螺杆挤出温度为120-150℃；

5)吹膜：将步骤4)制得的高含量纤维素母料颗粒与生物降解树脂混合均匀，直接采用吹膜机挤出吹膜或者混合均匀后经过双螺杆加热进一步混炼，挤出造粒，再采用单螺杆吹膜机吹膜；

本发明吹膜机采用长径比大于30:1、喂料口带强制冷却、喂料口机筒设计带纵向沟槽的单螺杆吹膜机，吹膜机螺杆带屏障混炼段和销钉混炼头，以进一步加强塑化。吹膜温度根据所用的生物降解树脂及设备而定。

本发明所述的超微细化纤维素粉和生物降解树脂共混改性材料及吹塑薄膜的制备方法，其进一步技术方案为，步骤1)所述的纤维素为木材、秸秆、谷壳、棉花、纸张等生物质材料，优选来自秸秆、谷壳或纸张；

本发明所述的超微细化纤维素粉和生物降解树脂共混改性材料及吹塑薄膜的制备方法，其进一步技术方案为，步骤1)所述超微细化纤维素粉的粒径小于50μm；

本发明所述的超微细化纤维素粉和生物降解树脂共混改性材料及吹塑薄膜的制备方法，其进一步技术方案为，步骤3)所述的生物降解树脂为可降解的脂肪族聚酯，如PBAT(聚丁二醇己二酸对苯二甲酸酯)、PCL(聚己内酯)、PBS(聚丁二醇丁二酸酯)、PBSA(聚丁二醇丁二酸己二酸酯)、PBST(聚丁二醇丁二酸对苯二甲酸酯)、PLA(聚乳酸)等高分子材料的一种或者多种材料；

本发明所述的超微细化纤维素粉和生物降解树脂共混改性材料及吹塑薄膜的制备方法，其进一步技术方案为，步骤3)所述的相容剂选自和纤维素、生物降解树脂有良好相容性，能以氢键和化学键促进纤维素和生物降解树脂的相容性，步骤3)中所述相容剂用量为纤维素粉用量的1-20％，优选至1-5％；

所述的相容剂选自单硬脂酸甘油酯、氧化聚乙烯蜡、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、乙撑双油酸酰胺、芥酸酰胺、马来酸酐接枝石蜡、马来酸酐接枝的生物降解树脂等；