[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

说明书

本发明涉及一种可降解的环保膜材及其制备方法和生产系统，该环保膜材依次包括PLA层、生物水凝胶层和PLA层；该环保膜材的制备方法为：在PLA薄膜上涂布水凝胶；然后烘烤，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；再在含生物水凝胶层的PLA薄膜的胶水层表面附上一层PLA薄膜，压合，制得该环保膜材，该环保膜材不仅可降解，该环保膜材在光学、热学和力学性能方面都优于商用塑料，可代替传统的PET膜和PP膜在食品包装或电子产品保护方面的应用。

技术领域

本发明涉及环保材料技术领域，尤其是一种可降解的环保膜材及其制备方法和生产系统。

背景技术

包装环保膜材或保护环保膜材在日常生活中普遍使用。例如日常生活中将包装环保膜材应用在食品包装、鲜花包装，还有将保护环保膜材大量应用在电子产品上，例如作为手机的保护膜。传统上使用机械性能好的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜和PP(聚丙烯)膜作为包装环保膜材或保护环保膜材，然而，随着人们生活水平的提高，为了追求便利，大量使用无法自然降解的PET膜和 PP膜进一步导致了严重的健康和环境问题，因为这些环保膜材本身会释放有害气体，密封袋中长期积聚，浓度随密封时间增加而升高，致使袋中食物受到不同程度的污染，大量使用的PET膜和PP膜在自然界中难以自然降解，对土壤和水源造成严重的污染，直接焚烧则更会造成大气污染，破坏自然界的生态平衡。

人们开始尝试用一些可降解的环保膜材作为包装环保膜材或保护环保膜材使用，例如使用PLA(聚乳酸)，是以植物为原料制得的，然而，PLA自身机械性能较差，往往不能直接使用PLA来包装食品或作为电子产品的保护膜，导致 PLA的应用受到一定的限制。

因此，急需提供一种不仅可降解而且机械性能好的环保膜材，用该环保膜材代替现有的PET膜和PP膜，可达到健康环保的作用。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种可降解的环保膜材及其制备方法和应用，本发明所述环保膜材不仅可降解的时间周期短，而且机械性能好，可代替传统的PET膜和PP膜在食品包装或电子产品保护方面的应用，而且所述环保膜材还可以二次加工回收利用，大大提高环保膜材的使用价值。

因此，本发明的第一方面提供一种可降解的环保膜材。

具体地，一种可降解的环保膜材，依次包括PLA(聚乳酸)层、生物水凝胶层和PLA(聚乳酸)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。

优选地，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。

优选地，所述PLA层的厚度为0.01-0.1mm。

优选地，所述PLA层可由BOPLA(双向拉伸聚乳酸膜)构成。

优选的，所述环保膜材的厚度为0.02-0.25mm。

优选地，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。