[发明专利]一种餐具用全生物降解复合材料与使用该复合材料的餐具

说明书

本发明涉及一种餐具用全生物降解复合材料与使用该复合材料的餐具，该复合材料从上至下由以下结构构成：由重量份数为PBS 80‑95份、PBAT 5‑20份、虾壳基粉体5‑15份、助剂0.1‑5份构成的上层生物降解复合材料；由重量份数为PLA 50‑70份、PBAT 30‑50份、改性竹基纤维10‑35份、助剂0.1‑5份构成的中间层生物降解复合材料；以及由重量份数为PBS40‑50份、PLA 20‑35份、PCL 15‑30份、虾壳基粉体5‑10份、改性竹基纤维10‑20份、助剂0.1‑5份构成的下层生物降解复合材料，通过多层挤出工艺复合而成。

技术领域

本发明涉及降解复合材料技术领域，特别涉及一种餐具用全生物降解复合材料与使用该复合材料的餐具。

背景技术

生物降解塑料，如PLA、PVA、PBS、PBSA、PBAT、PCL、PHA、PHBV、淀粉等，与PP、PE等塑料相比具有生物降解性，但生物降解塑料本身也存在难以克服的缺陷，单独使用均存在性能缺陷，包括加工热稳定性较差，热形变温度低，韧性差，以及对水蒸气阻隔性差等缺点，以聚乳酸(PLA)为例，PLA具有较高的模量和强度，但PLA制品硬而脆，如不对PLA进行共混改性以提高PLA的耐热性、韧性，将制约PLA的应用和发展前景。

为解决现有生物降解塑料存在的技术问题，现有技术采用植物纤维对生物降解基体树脂进行增强、增韧改性。但是，植物纤维粉虽然具有更低的比重，且增韧增强效果更佳，将植物纤维粉与生物可降解树脂进行复合，制成生物质基母料，已成为新发展起来的一项新技术，但植物纤维并没有像无机填料那样得到广泛应用，原因植物纤维中主要成分是纤维素，半纤维素和木质素等物质，而纤维素中含大量的羟基，这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键，使其具有吸水性，吸湿率可达8％-12％，且极性很强；其次，植物纤维与树脂之间的相容性较差，界面的粘结力小，造成在熔融的热塑性塑料中分散效果差、流动性差、挤出成型加工困难等。目前植物纤维与生物基树脂复合材料主要存在植物纤维前期处理繁杂，以及连续生产性差。

为此，公开号为CN109749381A的现有技术公开一种生物质基母料及其制备方法，由以下方法制得：(1)将粗植物纤维与氧化钙微波研磨，再加入偶联剂高混包覆；(2)共混粉料与PCL加入连续密炼机中，密炼段预分散2-3min，再加入PCL-g-MHA、生物基树脂密炼2-5min；(3)密炼完成后，转入单螺杆段挤出造粒。本发明的生物质基母料可完全生物降解，植物纤维填充量高，前端植物纤维处理步骤简单，成本低廉，工艺简单，可大规模生产。

又如，公开号为CN109749382A的现有技术也公开一种高填充竹粉的PLA母料及其制备方法，由以下方法制得：(1)将粗竹粉与氧化钙微波研磨，再加入偶联剂高混包覆；(2)共混粉料与PBS加入连续密炼机中，密炼段预分散2-3min，再加入PBS-g-MHA、PLA密炼2-5min；(3)密炼完成后，转入单螺杆段挤出造粒。本发明的PLA母料可完全生物降解，竹粉填充量高，竹粉前处理工艺简单，成本低廉，可大规模生产，可用于注塑、吹膜、压塑制品。

此外，我国虾类资源极为丰富，虾仁加工业比较发达，在加工虾仁的过程中，势必会产生大量的虾壳废弃物。虾头和虾壳占整个虾质量的30％-40％，其中，虾壳中几丁质含量为10％-20％，蛋白质含量为20％-40％，碳酸钙含量达30％-40％。然而在对虾的加工过程中会产生大量的虾头和虾壳下脚料，其中，这些废弃虾壳有一部分加工成饲料，而大部分没有被充分利用，这样既造成浪费，又污染了环境。

如何综合利用在加工过程中产生的大量废弃物虾头、虾壳日益显得迫切。针对该问题，本发明将充分利用虾壳中具有的优质钙源成分和有机质成分，以及竹基纤维对生物降解基体树脂进行改性，以提高复合材料的力学性能和应用性能，获得一种餐具用全生物降解复合材料。

发明内容