[发明专利]一种全生物降解秸秆吸管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全生物降解秸秆吸管及其制备方法，属于吸管制备技术领域。本发明将经过预处理的秸秆管于纤维素溶液中浸泡，然后取出于空气中凝胶化以在秸秆管表面形成纤维素胶体膜，再将秸秆管置于蒸馏水中进行溶剂交换，自然风干后得到秸秆吸管；通过3D打印制备的连接部件连接后得到全降解的吸管产品。其中，纤维素溶液包括天然纤维素浆粕和溶解天然纤维素浆粕的混合溶剂，混合溶剂包括二甲基亚砜、四丁基氢氧化铵和水。本发明制备过程简单，制得的吸管使用安全，可全部降解，不会对环境造成污染。

技术领域

本发明涉及吸管制备技术领域，具体涉及一种全生物降解秸秆吸管及其制备方法。

背景技术

现有一次性吸管一般采用食品级PP(聚丙烯)制作，这种吸管材料性质稳定不易降解，且由于体积小，质量轻，分布较分散等原因使得吸管不易被回收，从而形成环境污染，甚至很多塑料吸管会进入海洋中，被海洋生物误食而造成伤害。此外，塑料吸管在生产过程中会加入一些添加剂，会导致其含有重金属或者塑化剂的残留，不利于环境保护。

开发可完全生物降解、使用安全的吸管十分必要。目前出现的部分可降解饮料吸管，有以秸秆、糯米粉、大米淀粉、木薯粉等为原料进行生产的，制备过程中需要通过与塑料吸管相同的模塑成型进行制备，其原料配方复杂，并且需要专门设计和制作模具。而且，在制备过程中还需要将秸秆粉碎软化，并脱木素后再与食品胶、糯米粉及树脂粉共混，还需添加防水剂，制备过程比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全生物降解秸秆吸管及其制备方法，以解决现有吸管无法降解、降解不完全以及制备过程复杂的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种全生物降解秸秆吸管的制备方法，包括：将经过预处理的秸秆管于纤维素溶液中浸泡，然后取出于空气中凝胶化以在秸秆管表面形成纤维素胶体膜，再将秸秆管置于蒸馏水中交换溶剂，风干后得到秸秆吸管。

本发明以秸秆为原料，直接利用其管状结构制备可生物降解的全纤维素吸管，充分利用了秸秆天然的管状及纤维素为主要成分的特点，既可以直接作为吸管使用，无需再加工成型，由于秸秆本身主要是纤维素成分，热稳定性良好，还能够完全降解，避免了环境污染。并且，秸秆原料来源丰富，成本低。本发明通过对秸秆管进行脱木质素漂白处理获得的管状纤维素作为骨架，再通过将秸秆管在纤维素溶液中浸泡，使得部分秸秆纤维素溶解并且使纤维素溶液均匀附着在秸秆管上，再经过在空气中凝胶化以及于蒸馏水中进行溶剂交换使得秸秆管纤维素再生，从而获得强度和韧性良好的全纤维素吸管的管状部件。本发明制得的吸管色泽为乳白色，其韧性、强度、防水性满足使用要求。此外，本发明还以生物降解高分子聚乳酸为原料,通过3D打印制备吸管的连接部件，连接全纤维素管状部件得到全生物降解吸管。通过3D打印连接部件可实现吸管的任意造型，应用范围广。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述纤维素溶液的浓度为1-5wt％。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述纤维素溶液包括天然纤维素浆粕和溶解天然纤维素浆粕的混合溶剂，混合溶剂包括二甲基亚砜、四丁基氢氧化铵和水，二甲基亚砜、四丁基氢氧化铵和水的质量比为(6-10):(0.8-1.2):1。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述天然纤维素浆粕为棉浆、木浆、竹浆和秸秆浆中的一种或多种组合。

本发明配制纤维素溶液也采用天然纤维素浆粕进行配制，纯天然物质，可降解，避免吸管废弃后非降解物质残留。本发明优选棉浆、木浆、竹浆和秸秆浆配制纤维素溶液，其造价低，易获得。更优选为秸秆浆，能够更好地溶解秸秆纤维素以及附着在秸秆管上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，秸秆管的预处理步骤包括：将收割的秸秆进行晾晒，干燥后将秸秆去节后留下管状部分，将得到秸秆管进行木质素脱除漂白，直至秸秆管变成白色，然后用蒸馏水洗涤至滤液呈中性，再将秸秆管在90-105℃下烘干至恒重。