[发明专利]生物可降解高分子膜及其制备方法

说明书

本发明公开了生物可降解高分子膜及其制备方法，其中，生物可降解高分子膜包括5～8重量份的淀粉；8～12重量份的聚乙烯醇；7～10重量份的增塑剂；以及0.3～1重量份的纤维素纳米纤维。本发明提出的生物可降解高分子膜具有成本低、无毒无害、可完全降解、环境友好等优点，可以代替部分包装材料，有效缓解白色污染。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体而言，涉及生物可降解高分子膜及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展和社会的不断进步，人们对产品质量、外观要求大幅提升，包装行业迅速崛起，在四大包装材料(纸、塑料、玻璃、金属)中，塑料包装凭借其质轻便携、形式多样、易于密封等优势，用量远超其他三大类包装材料。本世纪初期，我国的塑料包装材料用量已达到5000万吨，2013年工业总产值达14000多亿元，成为仅次于美国的世界第二包装大国。然而，塑料包装在给人们日常生活带来便利的同时，也对环境造成了一定危害。塑料包装分类回收困难，在环境中难以降解会对地下水及土壤造成污染，此外，焚烧处理会产生有害气态污染物和灰尘，对大气造成污染。塑料材料用量中一次性发泡塑料约占30％，对应全国每年的废弃塑料为1500万吨以上；全国耕地面积20亿亩，有30％的土地利用了地膜，加上育苗盘和农副产品保鲜膜，这些废弃塑料每年约有500万吨；居民生活等其它方面的废塑料约有1000万吨，综上，每年全国废塑料总量达3000万吨，所造成的环境压力不言而喻。近年来人们对环境问题关注程度日益加深，寻求新的可持续发展的资源，获得环境友好型可生物降解材料成为解决该问题的有效途径。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出生物可降解高分子膜及其制备方法。本发明提出的生物可降解高分子膜具有成本低、无毒无害、可完全降解、环境友好等优点，可以代替部分包装材料，有效缓解白色污染。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种生物可降解高分子膜，其特征在于，包括：

5～8重量份的淀粉；

8～12重量份的聚乙烯醇；

7～10重量份的增塑剂；以及

0.3～1重量份的纤维素纳米纤维。

本发明上述实施例的生物可降解高分子膜以上述各重量份的聚乙烯醇、淀粉、增塑剂和纤维素纳米纤维为原料，其中，纤维素纳米纤维主要起到增强增韧的作用。本发明中采用的上述原料无毒无害，不仅生产成本低，而且纤维素纳米纤维的加入还能有效解决成膜后膜产品强度较小、韧性较差的问题，保证生物可降解高分子膜具有较好的机械性能，实现聚乙烯醇和淀粉的优势互补，缩短降解周期。由此，本发明提出生物可降解高分子膜具有无毒无害、成本低，机械性能好、可完全降解和环境友好等优点，使用该生物可降解高分子膜能够有效缓解白色污染，并促进环保包装材料的市场化应用。

另外，根据本发明上述实施例的生物可降解高分子膜还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述聚乙烯醇为选自PVA-103、PVA-105、PVA-110、PVA-117、PVA-124、PVA-203、PVA-205、PVA-217、PVA-220和PVA-224中的至少一种，优选PVA-124。由此，可以进一步提高生物可降解高分子膜的综合性能。

在本发明的一些实施例中，所述增塑剂为选自甘油、聚乙二醇、尿素或者醇胺，优选为甘油。由此，可以显著提高生物可降解高分子膜的柔顺性和韧性。

在本发明的一些实施例中，所述淀粉为选自玉米淀粉、大豆淀粉、魔芋淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、荞麦淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉和阳离子淀粉中的至少一种。由此，可以进一步提高生物可降解高分子膜的综合性能。