一种厌氧生物降解BOPP薄膜及其制备方法与流程

一种厌氧生物降解bopp薄膜及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及薄膜技术领域，尤其涉及一种厌氧生物降解bopp薄膜及其制备方法。


背景技术：

2.随着科技发展和社会进步，全世界都开始关注人类赖以生存的地球环境问题，如塑料污染等。塑料污染会造成巨大的经济损失，同时对环境也会造成一定的影响；另外，塑料在被粉碎、掩埋时，微塑粒和塑料中的添加剂会渗透进入土壤，通过各种自然循环，通过饮水、食物等方式接触到人类身体，很可能导致癌症、免疫力损伤或其他疾病。
3.目前市场上常用降解塑料薄膜有淀粉基生物降解塑料、聚乳酸生物降解塑料、氧化降解以及其他方式的降解塑料。淀粉基生物降解塑料，最终只能将塑料薄膜分解成碎片，不能实现真正意义上的完全生物降解。聚乳酸生物降解塑料，在高温下加工容易发生热降解，薄膜强度降低，且聚乳酸的原料与加工成本高。氧化降解在有氧环境下发生降解，但添加剂为金属盐会污染土壤，且生产过程中废料无法回收。厌氧生物降解型薄膜是由自然界存在的厌氧微生物通过水解、发酵、产氢产乙酸和产甲烷阶段，在厌氧环境下最终将塑料薄膜分解成水、二氧化碳、甲烷和有机质，然而现有厌氧生物降解薄膜存在降解速率低、降解不完全的问题。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种厌氧生物降解bopp薄膜及其制备方法，制备的薄膜具有拉伸强度好、透明度高，在富含厌氧生物的环境下，可完全分解为水、二氧化碳、甲烷和有机质，环保安全可靠。
5.本发明提出的一种厌氧生物降解bopp薄膜，依序由上表层、芯层、下表层构成，所述上表层是由以下组分按重量百分比组成：抗粘连母料2～4wt％，厌氧生物降解剂0.5～1.5wt％，均聚聚丙烯94.5～97.5wt％；
6.所述芯层是由以下组分按重量百分比组成：厌氧生物降解剂0.5～1.5wt％，均聚聚丙烯95.5～98.5wt％，抗静电剂1～3wt％；
7.所述下表层是由以下组分按重量百分比组成：均聚聚丙烯98.5～99.5wt％，厌氧生物降解剂0.5～1.5wt％；
8.其中，所述厌氧生物降解剂是由高级脂肪酸、植物纤维素、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶与均聚聚丙烯熔融共混挤出制得的。
9.优选地，所述厌氧生物降解剂是由以下重量百分比的原料经熔融共混挤出制得的：高级脂肪酸60wt％、植物纤维素34wt％、过氧化氢酶3wt％、超氧化物歧化酶3wt％。
10.优选地，所述抗粘连母料是由均聚聚丙烯和二氧化钛共挤制得的；其中，二氧化钛粒径为2～5μm。
11.优选地，所述抗静电剂的有效成分为n，n
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二(2
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羟基乙基)十八胺。
12.优选地，所述均聚聚丙烯的等规度为96～97％、熔融指数在230℃/2.16kg条件下
为2～4g/10min。
13.优选地，所述上表层、芯层、下表层的厚度分别为2～4μm、10～55μm、1μm。
14.本发明还提出了上述厌氧生物降解bopp薄膜的制备方法，包括以下步骤：
15.s1、将上表层、芯层、下表层的各组分原料分别加入到不同挤出机中进行熔融挤出，再经过滤网过滤，得到上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体；
16.s2、将上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体在三层t型结构模头中汇合挤出，得膜片；
17.s3、将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，再水浴冷却，最后除水得到干燥铸片；
18.s4、将铸片经纵拉、横拉、电晕处理后获得母膜，将母膜经时效处理后分切，即得厌氧生物降解bopp薄膜。
19.优选地，s1中，挤出机的挤出温度为240～255℃。
20.优选地，s3中，激冷辊温度为30～35℃，水浴温度为30～35℃。
21.优选地，s4中，纵拉工艺温度为预热上区110～120℃、下区110～120℃，拉伸上区100～110℃、下区110～115℃，定型上区110～120℃、下区110～120℃，纵拉拉伸比为4.0
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4.5；横拉工艺预热温度为160～170℃，拉伸温度为155～160℃，定型温度为120～130℃，横拉链轨两侧距离为铸片宽度的8.5～9.5倍。
22.有益效果：本发明将高级脂肪酸、植物纤维素、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶经熔融共混制备得到厌氧生物降解剂，并将其添加到bopp薄膜各层原料中，在薄膜制备过程中，高级脂肪酸嵌入到聚丙烯分子链中，在厌氧环境下破坏聚丙烯大分子链，厌氧生物降解剂中各成分相互配合，诱引厌氧菌并提供其营养条件和厌氧环境条件，加快降解速率；通过厌氧菌和兼性菌代谢作用，经过水解阶段、发酵阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，对有机物进行生化降解，环保安全可靠。本发明在不改变原有bopp生产工艺的基础上，通过添加薄膜原料，即获得成本较低、可快速降解的环境友好型全降解薄膜，制备的薄膜具有拉伸强度好、透明度高，在富含厌氧生物的环境下，可完全分解为水、二氧化碳、甲烷和有机质，环保安全可靠。
具体实施方式
23.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
24.下述实施例中，所述均聚聚丙烯的等规度为96～97％、熔融指数在230℃ /2.16kg条件下为2～4g/10min；所述抗静电剂的有效成分为n，n
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二(2
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羟基乙基) 十八胺；所述厌氧生物降解剂是由以下重量百分比的原料经熔融共混挤出制得的：高级脂肪酸60wt％、植物纤维素34wt％、过氧化氢酶3wt％、超氧化物歧化酶3wt％。
25.实施例1
26.本发明提出的一种厌氧生物降解bopp薄膜，依序由上表层、芯层、下表层构成，每层厚度依次为2μm、22μm、1μm。
27.所述上表层是由以下组分按重量百分比组成：抗粘连母料2wt％，厌氧生物降解剂0.5wt％，均聚聚丙烯97.5wt％；所述芯层是由以下组分按重量百分比组成：厌氧生物降解剂0.5wt％，均聚聚丙烯98.5wt％，抗静电剂1wt％；所述下表层是由以下组分按重量百分比组成：均聚聚丙烯99.5wt％，厌氧生物降解剂 0.5wt％；
28.其中，抗粘连母料是由均聚聚丙烯和二氧化钛共挤制得的，二氧化钛粒径为3μm。
29.上述厌氧生物降解bopp薄膜的制备方法，包括以下步骤：
30.s1、将上表层、芯层、下表层的各组分原料分别加入到不同挤出机中进行熔融挤出，再经过滤网过滤，得到上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体；其中，挤出机的挤出温度为240～255℃；上表层的各组分原料经熔融挤出后，采用150 目的过滤网过滤；芯层和下表层的各组分原料经熔融挤出后，分别采用320目的过滤网过滤；
31.s2、将上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体在三层t型结构模头中汇合挤出，得膜片；
32.s3、将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，再水浴冷却，最后除水得到干燥铸片；其中，激冷辊温度为30℃，水浴温度为30℃；
33.s4、将铸片经纵拉、横拉、电晕处理后获得母膜，其中，纵拉工艺温度为预热上区110～120℃、下区110～120℃，拉伸上区100～110℃、下区110～115℃，定型上区110～120℃、下区110～120℃，纵拉拉伸比为4.5；横拉工艺预热温度为160～170℃，拉伸温度为155～160℃，定型温度为120～130℃，横拉链轨两侧距离为铸片宽度的9.0倍；再将母膜经时效处理后分切，即得厌氧生物降解bopp 薄膜。
34.实施例2
35.本发明提出的一种厌氧生物降解bopp薄膜，依序由上表层、芯层、下表层构成，每层厚度依次为3μm、21μm、1μm。
36.所述上表层是由以下组分按重量百分比组成：抗粘连母料2wt％，厌氧生物降解剂1wt％，均聚聚丙烯97wt％；所述芯层是由以下组分按重量百分比组成：厌氧生物降解剂1wt％，均聚聚丙烯98wt％，抗静电剂1wt％；所述下表层是由以下组分按重量百分比组成：均聚聚丙烯99wt％，厌氧生物降解剂1wt％；
37.其中，抗粘连母料是由均聚聚丙烯和二氧化钛共挤制得的，二氧化钛粒径为3μm。
38.上述厌氧生物降解bopp薄膜的制备方法同实施例1。
39.实施例3
40.本发明提出的一种厌氧生物降解bopp薄膜，依序由上表层、芯层、下表层构成，每层厚度依次为4μm、20μm、1μm。
41.所述上表层是由以下组分按重量百分比组成：抗粘连母料2wt％，厌氧生物降解剂1.5wt％，均聚聚丙烯96.5wt％；所述芯层是由以下组分按重量百分比组成：厌氧生物降解剂1.5wt％，均聚聚丙烯97.5wt％，抗静电剂1wt％；所述下表层是由以下组分按重量百分比组成：均聚聚丙烯98.5wt％，厌氧生物降解剂 1.5wt％；
42.其中，抗粘连母料是由均聚聚丙烯和二氧化钛共挤制得的，二氧化钛粒径为3μm。
43.上述厌氧生物降解bopp薄膜的制备方法同实施例1。
44.对比例
45.一种bopp薄膜，依序由抗粘层、芯层、聚丙烯层构成，每层厚度依次为 2μm、22μm、1μm。
46.所述抗粘层是由以下组分按重量百分比组成：抗粘连母料2wt％，均聚聚丙烯98％；所述芯层是由以下组分按重量百分比组成：均聚聚丙烯99wt％，抗静电剂1wt％；所述聚丙烯层是由以下组分按重量百分比组成：均聚聚丙烯100wt％；
47.其中，抗粘连母料是由均聚聚丙烯和二氧化钛共挤制得的，二氧化钛粒径为3μm。
48.上述bopp薄膜的制备方法，包括以下步骤：
49.s1、将抗粘层、芯层、聚丙烯层的各组分原料分别加入到不同挤出机中进行熔融挤出，再经过滤网过滤，得到抗粘层熔体、芯层熔体和聚丙烯层熔体；其中，挤出机的挤出温度为240～255℃；抗粘层的各组分原料经熔融挤出后，采用150目的过滤网过滤；芯层和聚丙烯层的各组分原料经熔融挤出后，分别采用320目的过滤网过滤；
50.s2、将抗粘层熔体、芯层熔体和聚丙烯层熔体在三层t型结构模头中汇合挤出，得膜片；
51.s3、将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，再水浴冷却，最后除水得到干燥铸片；其中，激冷辊温度为30℃，水浴温度为30℃；
52.s4、将铸片经纵拉、横拉、电晕处理后获得母膜，其中，纵拉工艺温度为预热上区110～120℃、下区110～120℃，拉伸上区100～110℃、下区110～115℃，定型上区110～120℃、下区110～120℃，纵拉拉伸比为4.5；横拉工艺预热温度为160～170℃，拉伸温度为155～160℃，定型温度为120～130℃，横拉链轨两侧距离为铸片宽度的9.0倍；再将母膜经时效处理后分切，即得bopp薄膜。
53.为验证本发明的效果，将上述实施例1
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3以及对比例制得的bopp薄膜进行对比试验，检测结果如表1所示：
54.表1制得的bopp薄膜的主要物性指标数据
[0055][0056]
备注：含碳总量测试标准依据astm d5511。
[0057]
由表1所示，本发明制备的厌氧式生物降解bopp薄膜，在相同厚度情况下，与普通bopp光膜相比，拉伸强度和摩擦系数基本一致，在厌氧生物分解上本发明薄膜明显比普通bopp薄膜分解速度快。
[0058]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。