[发明专利]一种可降解的环保膜材及其制备方法和生产系统

权利要求书

1.一种可降解的环保膜材，其特征在于，依次包括PLA层、生物水凝胶层和PLA层；所述生物水凝胶层包括纳米粘土片、细菌纤维素和碳纳米管，其中,所述纳米粘土片与所述细菌纤维素组成仿贝壳层状结构。

2.根据权利要求1所述的环保膜材，其特征在于，所述生物水凝胶层中，按重量份计，包括纳米粘土片2-10份，细菌纤维素2-6份和碳纳米管0.1-1份。

3.根据权利要求1所述的环保膜材，其特征在于，所述生物水凝胶层的制备过程如下：

(1)菌种培养，将木葡糖酸醋杆菌接种到琼脂培养基固体基质上，形成一层薄的细菌纤维素；

(2)纳米复合，将纳米粘土片和液体营养物质输送到形成的细菌纤维素中，纳米粘土片被细菌纤维素缠住，形成均匀的纳米复合材料；

(3)发酵，将纳米复合材料在琼脂培养基固体基质的表面上培养发酵，纳米粘土片均匀分布于细菌纤维素的三维纤维网络中，形成仿贝壳层状结构的胶状物；

(4)混合制胶，向得到的胶状物取出置于搅拌装置内，然后向胶状物内添加碳纳米管，开启搅拌装置，经过均匀搅拌后得到生物水凝胶。

4.根据权利要求3所述的环保膜材，其特征在于，在制备过程(1)中，所述琼脂培养基固体基质内添加有葡聚糖内切酶。

5.根据权利要求3所述的环保膜材，其特征在于，在制备过程(2)中，纳米粘土片和液体营养物质分多次的等量且等间隔时间地连续输送到细菌纤维素中。

6.根据权利要求3所述的环保膜材，其特征在于，在制备过程(3)中，所述琼脂培养基固体基质的表面多孔设置。

7.权利要求1-6中任一项所述的环保膜材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：涂布,在PLA薄膜上涂布生物水凝胶，备用；

S2：烘烤，将经过步骤S1处理过的PLA薄膜进行烘烤，烘烤的过程依次经过7个温度段，7个温度段依次为80±5℃、90±5℃、110±5℃、120±5℃、100±5℃、90±5℃、60±5℃，PLA薄膜在每个温度段停留的时间为5-10秒，制得含生物水凝胶层的PLA薄膜；

S3：压合：将步骤S2中制得的含生物水凝胶层的PLA薄膜的生物水凝胶层表面附上一层PLA薄膜，然后压合，制得所述环保膜材。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，生物水凝胶层的涂布量为0.1g-15g/cm2；步骤S12中，烘烤的具体过程为：将经过步骤S1处理过的PLA薄膜依次通过7个烘箱，7个烘箱的温度依次为80±5℃、90±5℃、110±5℃、120±5℃、100±5℃、90±5℃、60±5℃，每个烘箱的长度为3-5米，PLA薄膜以30±3米/分钟的速度依次通过7个烘箱。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述压合的压力为2.5-3.5公斤；步骤S3中，在生物水凝胶层表面附上一层PLA薄膜之前，先对PLA薄膜进行电晕处理，电晕处理的功率为3.0-4.0KW，处理的时间为1-30秒。

10.一种用于如权利要求1-6中任一项所述的环保膜材的生产系统，其特征在于，包括：

对输入的膜料进行上胶的涂布设备(100)；

与涂布设备(100)的输出端连接的多个烤箱(200)，每个烤箱(200)设有温控单元(210)；

与多个烤箱(200)的输出端连接的压合设备(300)，

其中，所述的多个温控单元(210)的温度范围包括80±5℃、90±5℃、110±5℃、120±5℃、100±5℃、90±5℃、60±5℃；

其中，所述的涂布设备(100)包括第一卷辊(110)和第二卷辊(120)，所述第一卷辊(110)和所述第二卷辊(120)上卷绕有薄膜本体(130)，所述第一卷辊(110)和所述第二卷辊(120)的中间位置设置有涂布机构(140)，所述涂布机构(140)的底部连接有张紧力保持机构(150)，使得所述涂布机构(140)用于均匀向所述薄膜本体(130)涂生物水凝胶，所述张紧力保持机构(150)用于维持薄膜张紧力进而避免薄膜松弛。