[发明专利]基于可降解复合包装材料的一次性餐盒

说明书

本发明提供基于可降解复合包装材料的一次性餐盒，属于可降解材料技术领域，包括通过选自由挤出、热成型、注射成型、吹塑、轧制、压缩模塑法和传递模塑法组成的组中的工艺使的可降解复合包装材料成型；所用可降解复合包装材料将分别经过强碱溶液、含有硅烷偶联剂和聚马来酸酐的乙醇溶液处理的活化秸秆粉、聚乳酸和添加剂经混炼、造粒而成。本发明可降解复合包装材料具有较高的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，较低的表面粘性和熔融温度，较佳的加工性能，可在自然环境中完全降解，30‑50天的自然降解率达到89％，100‑180天的自然降解率达到100％。

技术领域

本发明属于可降解材料技术领域，具体涉及基于可降解复合包装材料的一次性餐盒。

背景技术

近年来，餐饮外卖的兴起为人们提供了一个非常便利的用餐方式，人们可以用节约下来的时间去提高工作效率，或者是解决人们懒得烹饪的窘境。但是餐饮外卖也曾多次被媒体因卫生、安全等问题所诟病，外卖包装也因为材质和功能等问题给用户带来较差的体验例如餐饮洒落、被热饮烫伤、开合外卖包装不易等问题，同时大量的废弃餐饮外卖包装盒对环境造成了极大的影响，塑料垃圾的不可降解性使海洋深处布满了塑料垃圾，人类必须要思考如何解决这一问题。因此，寻找一种质优价廉且可降解包装材料己成为餐具研究领域的必然趋势。

国内外学者对可降解的包装材料进行了大量的研究，植物纤维和可降解塑料由于都具有可降解的优点，成为可降解的包装材料的研究热点，目前可降解塑料材料主要有聚乙烯醇(PVA) 发泡材料、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)发泡材料、聚乳酸(PLA)发泡材料、聚ε-己内酯(PCL) 发泡材料、热塑性淀粉发泡材料等。其中，聚乳酸(polylactic acid，PLA)是在催化剂的作用下乳酸高温脱水缩合形成丙交酯，然后在不同催化剂的作用下丙交酯的开环聚合形成的聚合物， PLA不仅具有可完全生物降解为二氧化碳和水的优点，而且也有许多如透明性好、光泽度高、具有生物相容性和可回收性及能够扩大产品的经济效益等特点，被广泛应用于短期使用塑料的场合中，如食品包装(包括托盘，餐具，糖果包装，杯子等)，农用地膜，容器包装和纸品包装等。然而，现有技术中，合成聚乳酸的成本较高，产量较低，难以满足市场的需求。因此，亟需寻求一种新的物质来完全替代或者部分替代聚乳酸，以便能降低生产成本。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种具有较高的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，较低的表面粘性和熔融温度，较佳的加工性能，可在自然环境中完全降解的可降解复合包装材料。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种可降解复合包装材料，将分别经过强碱溶液、含有硅烷偶联剂和聚马来酸酐的乙醇溶液处理的活化秸秆粉、聚乳酸和添加剂经混炼、造粒而成。

秸秆粉和纳米纤维素均含有大量极性羟基，使得亲水性的秸秆粉和蔗髓与疏水性的聚乳酸基体之间的界面粘附性差，复合时界面相容性较差，秸秆粉难以在聚乳酸中均匀分散，在受力时易产生应力集中，不能有效发挥作用。本发明制备方法通过硅烷偶联剂和聚马来酸酐活化秸秆粉，使得硅烷偶联剂和聚马来酸酐能够与秸秆粉表面的羟基分子发生酯化反应，在纳米纤维素表面引入疏水性的柔性分子链，不仅能够减弱秸秆纤维表面的极性，改善了秸秆粉和聚乳酸复合时的界面相容性，使得秸秆粉在聚乳酸中均匀分散，而且能够增强秆粉和聚乳酸相间的结合能力，提高可降解复合包装材料的力学性能，能保证足够高的力学强度以满足其应用的需求。此外，本发明可使降解复合包装材料的熔融温度较低，加工性能相较于聚乳酸得到很大的提高。

在其中一个实施例中，碱溶液用碱选自由氢氧化锂、胆碱、季铵碱、氢氧化钠或氢氧化钾组成的组中的一种或多种。优选的，碱为重量比1:0.3-0.8的胆碱和季铵碱。该碱溶液不仅除去秸秆粉中小分子物质的效果好，而且能够增强秸秆粉和聚乳酸相间的结合能力，这可能是因为该碱溶液增加了秸秆粉中活性基团的数量，从而提高后续活化处理的效果，进而增强秆粉和聚乳酸相间的结合能力。