一种包装用生物降解薄膜及其制备方法与流程

本发明属于包装用薄膜，具体为一种包装用生物降解薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、目前，包装行业广泛使用的传统塑料薄膜不易降解，长期存在于自然环境中，对土壤和水源造成污染，对生态环境产生负面影响。因此，开发一种环保、可生物降解的包装薄膜已成为当前包装材料领域的重要研究方向。在当今社会，包装行业的发展与人们的生活息息相关，传统塑料薄膜因其轻便、耐用和成本效益高等特点，被广泛应用于食品、药品、电子产品等领域的包装。然而，这种广泛使用的传统塑料薄膜在给我们的生活带来极大便利的同时，也带来了不容忽视的环境问题。众所周知，传统塑料薄膜主要由聚乙烯、聚丙烯等石油基聚合物制成，这些材料具有极高的化学稳定性，导致它们在自然环境中极难降解。结果是，这些薄膜在完成其包装功能后，往往被随意丢弃，进而长期存在于自然环境中。这种长期存在的塑料垃圾不仅对土壤结构造成破坏，影响土壤的透气性和水分保持能力，而且还会渗透到水源中，污染地下水和河流，对水生生态系统造成威胁。此外，动物误食这些塑料垃圾会导致伤亡，进一步破坏生态平衡。因此生物降解薄膜给保护环境做出极大的贡献。

2、但是现有的生物降解薄膜虽然在一定程度上能够满足环保要求，但仍存在以下问题：降解速度较慢，难以满足快速降解的需求；抗菌性能的安全性不足，尤其在食品包装领域，难以保证食品的安全性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种包装用生物降解薄膜及其制备方法。

2、本发明采用的技术方案如下：一种包装用生物降解薄膜及其制备方法，所述生物降解薄膜包括：环保降解剂10-20重量份、聚乳酸100-120重量份、聚丁二酸丁二醇酯200-250重量份、增塑剂15-20重量份、成核剂4-10重量份、抗氧剂5-10重量份、植物抗菌剂15-20重量份、纳米纤维素8-12重量份、淀粉基聚合物20-30重量份。

3、在一优选的实施方式中，所述制备方法包括以下步骤：

4、s1：先进行制备包装用生物降解薄膜的原材料的称取，称取：环保降解剂10-20重量份、聚乳酸100-120重量份、聚丁二酸丁二醇酯200-250重量份、增塑剂15-20重量份、成核剂4-10重量份、抗氧剂5-10重量份、植物抗菌剂15-20重量份、纳米纤维素8-12重量份、淀粉基聚合物20-30重量份；

5、s2：将称量好的聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、增塑剂、成核剂、抗氧剂、植物抗菌剂、纳米纤维素和淀粉基聚合物放入高速混合机中，以50-60ssd混合均匀，时间为10—15分钟；

6、s3：将制备好的环保降解剂粉末加入混合机中；继续混合，确保降解剂均匀分散在原料中；

7、s4：将混合好的原料送入双螺杆挤出机，调整螺杆转速，使物料充分熔融并混合均匀；

8、s5：将熔融的物料通过圆形模头挤出，形成薄膜；使用冷却辊冷却薄膜，控制冷却辊的温度和速度，以获得所需的薄膜厚度和物理性能；通过风环调节薄膜的吹胀比，以达到所需的薄膜宽度；

9、s6：进行牵引和卷取：通过牵引装置以恒定的速度牵引薄膜，保持薄膜的张力；使用卷取装置将冷却后的薄膜卷取成卷；

10、s7：进行裁剪和包装：根据需求，将卷取的薄膜进行裁剪，得到所需尺寸的包装用生物降解薄膜；将裁剪好的薄膜进行包装，确保在储存和运输过程中不受污染；

11、s8：进行质量检验：对制备的薄膜进行各项性能测试，包括厚度、机械性能、透光率、生物降解性能；确认薄膜符合预定的质量标准后，之后即可结束整个包装用生物降解薄膜的制备流程。

12、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，环保降解剂包括：

13、金属离子：0.1-1重量份；

14、天然高分子：5-10重量份；

15、淀粉酶：3-5重量份；

16、纤维素酶：3-5重量份；

17、脂肪酶：2-4重量份；

18、水解酶：2-4重量份。

19、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，环保降解剂的制备方法包括：

20、a.将金属离子按比例溶于去离子水中，搅拌均匀，得到金属离子溶液；

21、b.将天然高分子加入金属离子溶液中，搅拌均匀，使其充分溶解；

22、c.分别称取淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶和水解酶，加入上述溶液中，搅拌均匀；

23、d.将混合溶液置于超声波细胞破碎仪中，进行超声处理，以促进酶的活性；

24、e.超声处理完成后，将溶液进行离心，去除杂质；

25、f.将离心后的上清液进行喷雾干燥，得到粉末状的环保降解剂。

26、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯或乙酰柠檬酸三丁酯、抗氧剂168、抗氧剂bht或抗氧剂pg中的一种或多种。

27、在一优选的实施方式中，成核剂为滑石粉、苯甲酸钠、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或山梨醇中的一种或多种。

28、在一优选的实施方式中，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂bht或抗氧剂pg中的一种或多种。

29、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，植物抗菌剂包括：茶树油2-4重量份、柠檬烯1-3重量份、肉桂醛1-3重量份、大蒜素1-2重量份、薄荷油1-3重量份、香芹酚1-3重量份、牛至油1-3重量份、载体30-50重量份和稳定剂2-5重量份。

30、在一优选的实施方式中，所述步骤s4中，设置挤出机的温度，从加料段到模头，温度逐渐升高，加料段160-170℃，压缩段170-180℃，计量段180-190℃，模头190-200℃。

31、在一优选的实施方式中，所述步骤s5中，模头温度设置在190-230℃之间；冷却辊的温度设置在20-40℃；

32、牵引速度设置在10—50米/分钟之间；

33、吹胀比设置在2-4之间；

34、风环风速在200-600立方米/小时；

35、所述步骤s6中，薄膜在牵引过程中的张力应在5—20n之间。

36、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

37、1、本发明中，环保降解剂中的金属离子能够激活微生物的降解活性，使得生物降解薄膜在自然环境中的分解速度得到显著提升。这对于减少环境污染和废物处理压力具有重要意义。天然高分子成分如壳聚糖和海藻酸钠等，具有良好的生物相容性和降解性，它们能够促进微生物在薄膜表面的附着和生长，从而加速整个降解过程。淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶和水解酶等生物催化剂的加入，能够针对性地分解薄膜中的淀粉基聚合物、纤维素、脂肪和聚酯类物质，使得微生物更容易利用这些成分，提高了降解效率。通过添加环保降解剂，制备出的生物降解薄膜不仅能够在使用后快速降解，而且在其整个生命周期中对环境的影响降至最低，符合可持续发展的要求。

38、2、本发明中，植物抗菌剂中的茶树油、柠檬烯、肉桂醛、大蒜素、薄荷油、香芹酚和牛至油等成分，具有天然的抗菌和抗真菌特性，能够为薄膜提供广谱的抗菌保护，防止微生物的生长和繁殖。通过在薄膜中添加植物抗菌剂，可以有效延长包装产品的保质期，特别是在食品包装领域，能够更好地保护食品免受微生物污染，保持食品的新鲜和安全。植物抗菌剂的使用减少了对传统化学抗菌剂的需求，降低了化学残留的风险，使得薄膜更加安全，适用于直接接触食品和其他敏感产品的包装。植物抗菌剂的加入不仅赋予了薄膜抗菌性能，还可能改善其他物理性能，如增加柔韧性、减少黏性等，从而提高薄膜的整体功能性。