一种全降解、无污染、无滴漏仿塑材料及其制作方法 本发明涉及用塑性材料制造薄膜的工艺技术领域。
现有普通塑料膜主要是以树脂粉为原料,高温熔溶吹制而成,该膜广泛应用种植业及包装业,由于无自降解功能,其废弃物严重污染人类及动植物的生存环境,造成“白色污染”,同时应用大棚膜或地膜易产生滴漏,冬季野外使用,塑性减退,易硬化脆裂。
近两三年来,美国专家及我国天津大学、兰州大学、中国塑料工程学会降解塑料研究会、北京新华技术开发公司等单位,应用树脂粉(塑料)加淀粉、或树脂粉加少量有机物质制作成所谓“降解塑料膜”,此种办法只能使薄膜尽快老化而破碎。这里需要指出的是“破碎”并不等于“降解”,一些碎片和残渣遗弃于土壤和环境中,仍然不能排除对土壤和对人类及动植物生存环境的污染。确切地说此种所谓“降解塑料膜”还不如普通塑料膜,应用后的废弃膜不能回收再利用。
本发明的目的是提供一种全降解、无污染、无滴漏仿塑材料,具有全降解,不污染环境和土壤,冬季不硬化,不怕寒风撕裂,无滴漏,使用灵活,应用范围广,工艺性好等特点,尤其适宜作农用地膜、大棚薄膜及食品包装、容器等。
本发明是这样实现的:一种全降解、无污染、无滴漏仿塑材料,其特征在于具有如下重量组分配比:聚乙烯醇1-10份,乙酸乙酯或乙酸丁酯1-10份,磷酸0.5-1.5份或乙酸2-5份,碱适量。
上述的碱为调PH值的附加物,可为工业用碱,如NaOH、KOH、Na2CO3等,最好用磺酸钠,一般用2-3份。
上述组分中的聚乙烯醇最佳为3-10份。乙酸乙酯或乙酸丁酯最佳为2-4份。
上述组分的作用为:聚乙烯醇:可增加制品材料的抗拉强度、韧性和塑性,为表面活性剂,使制品具有无滴漏性。乙酸乙酯或乙酸丁酯:增加制品在中低温时的塑性。磷酸或乙酸:是一种溶剂,可溶解其他物质。由于主要具有上述组分,故可使材料制品无滴漏,并具有较高的强度、塑性和韧性,冬季不硬化、不怕寒风撕裂,在较高气温及较大湿度同时具备的条件下可全降解,或在浸湿的条件下全降解,其制品不会污染土壤和环境,相反,会给土壤增加肥料。不会危害农作物、植物的生长及人类的健康。如制成农用地膜或大棚膜,在降解期之前,还可以收起,放在干燥处,来年使用,减少浪费,提高经济和社会效益。
上述组分中还可以加入以下组分中的一种或几种:柠檬酸0.5-1份,纤维素1.5-2.5份,骨胶1-3份,尿素2-4份,白炭黑1-2份,淀粉12-18份,棕榈醇或脂肪醇1.5-2份,以进一步改善和提高材料的性能。其作用为,柠檬酸:为表面活性剂,有助于制品成膜;纤维素:可作为充填剂,进一步增加拉力;骨胶(动物):属粘合剂,有助于增加韧性;尿素:有助于反应充分,有氨化作用;白炭黑:有助于增加韧性;淀粉(玉米或土豆等):有助于成膜和提高降解速度;棕榈醇或酯肪醇:有助于制品的软化和防冻等。加上上述辅助材料,更有利于提高其性能和调节其降解速度。
本发明材料不仅可制农用地膜和大棚膜,还可以制作食品包装或容器,无毒无害,弃入垃圾或水中可以自动全部降解,不会污染土壤和环境。
制作上述材料成制品的方法是经过选料、制浆、过滤、涂布或浇铸、烘干制成,其制浆组分配比为:聚乙烯醇1-10份,最佳3-10份,乙酸乙酯或乙酸丁酯1-10份,最佳2-4份,磷酸0.5-1.5份或乙酸2-5份,碱适量,水≥33份,例如33-70份或更多(水愈多,烘干愈慢)。制浆时先将聚乙烯醇加入水中,然后加入乙酸乙酯或乙酸丁酯,再加入磷酸,搅拌均匀,最后用碱调溶液的PH值至中性,磷酸也可以最先加入水中,但效果俏差些。烘干将水分除掉制成。烘干温度一般为≥100℃。调PH值的碱可用NaOH、KOH、Na2CO3等,最好用磺酸钠2-3份,因磺酸钠还兼有活性剂的作用。
在上述溶液的基础上,可加入以下组分中的一种或几种:柠檬酸0.5-1份,纤维素1.5-2.5份,骨胶1-3份,尿素2-4份,白炭黑1-2份,淀粉12-18份,棕榈醇或脂肪醇1.5-2份,搅拌均匀。各组分地作用见上述。
本发明材料制品的制作方法简便,工艺性好、无毒、无害、成本低、投资省、经济性好,这是以往制作农用塑料地膜和大棚膜的工艺不可比拟的。本发明的成功,可以不愧地说,是对人类“白色工程”、“白色革命”的又一次革命!将给人类带来巨大的利益。
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例:
1994-1995两年间,小面积大棚菜和小面积地膜覆盖花生实验,观察结果是,蔬菜和花生生长良好,丰产丰收,在冬季观察大棚膜及地膜无雾滴出现,气温降至零下18.5℃时,棚膜仍保持柔软,拉力和韧力比原来更好更强,避免了冬季狂风撕裂棚膜而造成棚内蔬菜冻害。经观察所盖地膜农历三月4日覆盖该膜从农历六月下旬出现降解现象,八月初三日全部降完备无任何残留。用于食品包装、废袋丢入下水道中,经观察3天头出现降解现象,7天头全部降解。混杂在含水量15-30%的垃圾中,16天头开始降解,28天头全部降解完毕。
实验材料及配制方法为:
1、选材:各种原材料均为工业级品质。
2、制浆:将聚乙烯醇2kg,加入到38kg的纯净水中,拌均,加入乙酸乙酯2kg,再加入磷酸0.8kg,用磺酸钠调PH值至中性,用量约2kg。
3、将上述浆液涂在运行的不锈钢板带上,通过烘干室,温度100-120℃,烘干后,即制成地膜或大棚膜。
4、也可将上述浆液浇铸到方便饭盒或包装模具中,烘干100℃-120℃,除去水分后,脱模即得制品。
5、实施例的其他几种配方如下,均可得到满意的效果:种类 配比重量 kg 1 2 3 4 5水 34 50 60 70 90聚乙烯醇 2 9 4 6 7乙酸乙酯 3 6乙酸丁酯 2 8 5磷酸 1.3 0.7 0.8乙酸 3 4 3磺酸钠 2 2.5柠檬酸 0.7纤维素 1.8骨胶 1.2尿素 3白炭黑 1淀粉 13棕榈醇 1.6脂肪醇 (1.6)NaOH 适量KOH 适量Na2CO3 适量