技术领域
本发明属于一种生物降解材料,特别涉及一种天然植物纤维素的生物降解 材料。
背景技术
在十九世纪七十年代,人们开始用淀粉与聚乙烯共混作为材料,滚压成膜。 将其埋在土壤里变成粉末状,认为聚乙烯已经被生物降解,于是各种不同的加 工方法出现,制成所谓“生物降解型”聚乙烯。而上世纪九十年代初,高分子 化学技术的进展发现,上述材料中的C-C键不能酶解与水解,要断键除非光 解与氧化,聚乙烯实际上只是成为碎片留存于土壤中。
因此开发完全可生物降解材料成为一个新的课题。天然高分子材料,特别 是多糖类天然高分子材料,不但是完全可生物降解的,而且为可再生资源,来 源丰富,价格低廉,因此与合成聚合物相比具有更大的发展潜力。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的不能真正实现生物降解而造成环境 污染的问题,提供一种无嗅、无味、无毒的天然植物纤维素材料,在自然环境 下,能够被自然界的微生物进行完全的生物降解,其降解产物能达到回归于自 然生态平衡中去的要求。
本发明的目的通过下述技术方案来实现:
生物降解天然植物纤维素材料,包括具有如下重量百分比组分的母料:
天然植物纤维素的衍生物 50%~60%
蛋白质 20%~30%
植物油 1%~5%
葡聚糖 10%~20%。
上述母料的组分及重量百分比最佳为:
天然植物纤维素的衍生物 55%
蛋白质 25%
植物油 5%
葡聚糖 15%。
所述天然植物纤维素的衍生物为醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、 醋酸一丁酸纤维素中的一种或几种的混合物。
为了增强利用母料制作产品的生物降解时间的可控性,以及减少单纯利用 上述母料制作产品的成本,在所述材料中除了母料以外,添加了辅助成分,进 一步的材料的组分及重量百分比为:
LTHO助剂 0.1~0.15‰
线性PE7042 10%~20%
PE 30%~60%
剩余部分为母料。
上述以母料加工制作的产品及添加了辅助成分后的材料加工的产品分解 后的产物都为土壤腐植酸和二氧化碳,最终能够分解为二氧化碳和水,实现彻 底地生物降解。
本发明以天然高分子植物纤维素为主要成分,采用共混或化学改性方法破 坏纤维素的氢键,使纤维素分子上的羟基发生反应,得到纤维素的衍生物,再 与蛋白质等物质共混,所生成的材料在自然环境下,通过生物的物理作用、生 物的化学作用及酶的直接作用而产生降解,且降解具有可控性、彻底性、无二 次污染性等优点。
利用本发明的材料制成的薄膜,力学性能、光学性能完全符合普通塑料薄 膜国家标准,能够在30天内开始降解,180天内彻底降解,实现了力学性能、 光学性能、生物降解性能的统一。
以本发明的材料制成的薄膜,广泛适用于农用薄膜、日用品包装、工业包 装等领域。
附图说明
图1是本发明的制作流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例1:生物降解天然植物纤维素材料,包括由如下重量百分比的组分 组成的母料:
天然植物纤维素的衍生物 55%
蛋白质 25%
植物油 5%
葡聚糖 15%
上述的天然植物纤维素的衍生物为醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素 或醋酸一丁酸纤维素中的一种。
制作过程如下:
为得到上述天然植物纤维素的衍生物中的一种,先将相应的天然植物纤维 素进行预处理,该预处理过程是将相应的天然植物纤维素进行发酵和烘干。经 过预处理后,得到天然植物纤维素的衍生物,如醋酸纤维素。
然后将重量百分比为55%的醋酸纤维素、25%的蛋白质、5%的植物油、 15%的葡聚糖经过共混、聚合、挤出等加工工序,得到粒状的母料。
最后将粒状的母料与辅助成分按如下重量百分比混合后塑化吹出成膜状, 形成薄膜产品:
LTHO助剂 0.12‰
线性PE7042 15%
PE 30%
母料 54.988%
上述薄膜产品的性能指标为:
拉伸负荷N≥1.3;
断裂伸长率≥120%;
厚度0.008-0.016mm;
透光率≥60%;
降解率为100%,最终产物为土壤腐植酸和CO2,保温、保湿、保墒性能强, 无嗅、无味、无毒,满足使用要求。
力学性能、光学性能完全符合普通塑料薄膜国家标准,且30天内开始降 解,180天内彻底降解,实现了力学性能、光学性能、生物降解性能的统一。 并且通过调配辅助成分的含量,可以实现降解时间的控制。
实施例2:生物降解天然植物纤维素材料,由如下重量百分比的组分组成:
天然植物纤维素的衍生物 50%
蛋白质 30%
植物油 3%
葡聚糖 17%
上述的天然植物纤维素的衍生物为醋酸纤维素、丙酸纤维素的混合物。
制作过程如下:
先将相应的天然植物纤维素进行预处理,该预处理过程是将相应的天然植 物纤维素进行发酵和烘干。经过预处理后,得到天然植物纤维素的衍生物—— 醋酸纤维素、丙酸纤维素的混合物。
然后将上述重量百分比的醋酸纤维素、蛋白质、植物油、葡聚糖经过共混、 聚合、挤出等加工工序,得到粒状的母料。
最后将粒状的母料经过塑化吹出成膜状,形成薄膜产品。
实施例3:生物降解天然植物纤维素材料,包括由如下重量百分比的组分 组成的母料:
天然植物纤维素的衍生物 60%
蛋白质 20%
植物油 2%
葡聚糖 18%
上述的天然植物纤维素的衍生物为丙酸纤维素、丁酸纤维素的混合物。
得到上述母料后,加上辅料按如下重量百分比塑化吹出薄膜产品:
LTHO助剂 0.15‰
线性PE7042 10%
PE 35%
母料 54.085%
制作过程如实施例1或以现有工艺制作完成。
实施例4:生物降解天然植物纤维素材料,包括由如下重量百分比的组分 组成的母料:
天然植物纤维素的衍生物 52%
蛋白质 28%
植物油 5%
葡聚糖 15%
上述的天然植物纤维素的衍生物为醋酸纤维素、丙酸纤维素和丁酸纤维素 的混合物。
得到上述母料后,加上辅料按如下重量百分比塑化吹出薄膜产品:
LTHO助剂 0.1‰
线性PE7042 15%
PE 60%
母料 24.99%
制作过程如实施例1或以现有工艺制作完成。
实施例5:生物降解天然植物纤维素材料,包括由如下重量百分比的组分 组成的母料:
天然植物纤维素的衍生物 58%
蛋白质 25%
植物油 4%
葡聚糖 13%
上述的天然植物纤维素的衍生物为醋酸纤维素、丙酸纤维素和丁酸纤维素 的混合物。
得到上述母料后,加上辅料按如下重量百分比塑化吹出薄膜产品:
LTHO助剂 0.13‰
线性PE7042 18%
PE 45%
母料 36.987%
制作过程如实施例1或以现有工艺制作完成。
实施例6:生物降解天然植物纤维素材料,包括由如下重量百分比的组分 组成的母料:
天然植物纤维素的衍生物 52%
蛋白质 25%
植物油 3%
葡聚糖 20%
上述的天然植物纤维素的衍生物为醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素 和醋酸一丁酸纤维素的混合物。
得到上述母料后,加上辅料按如下重量百分比塑化吹出薄膜产品:
LTHO助剂 0.14‰
线性PE7042 20%
PE 55%
母料 24.986%
制作过程如实施例1或以现有工艺制作完成。
实施例7:生物降解天然植物纤维素材料,包括由如下重量百分比的组分 组成的母料:
天然植物纤维素的衍生物 55%
蛋白质 24%
植物油 1%
葡聚糖 20%
上述的天然植物纤维素的衍生物为丁酸纤维素和醋酸一丁酸纤维素的混 合物。
得到上述母料后,加上辅料按如下重量百分比塑化吹出薄膜产品:
LTHO助剂 0.12‰
线性PE7042 12%
PE 40%
母料 47.988%
制作过程如实施例1或以现有工艺制作完成。
上述各实施例中,单纯以母料塑化吹出薄膜产品,即可解决本发明欲解决 的技术问题,实现本发明的目的,得到本发明的有益效果,添加了辅助成分后, 可以减少母料的比例,在实现上述目的的同时,可以减少产品的成本支出。