CN110016179A - 一种可降解的塑料袋及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可降解的塑料袋，包括以下原料：乙烯‑丙烯酸共聚物、木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、季戊四醇、辛二酸、二苯甲烷二异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH‑570、竹纤维、土豆淀粉、蒙脱土、魔芋葡甘聚糖、碳酸钙、液体石蜡、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺。本发明还公开了上述可降解的塑料袋的制备方法。本发明制备得到的可降解的塑料袋具有优异的抗菌性能和机械强度。

Description

一种可降解的塑料袋及其制备方法

技术领域

本发明属于塑料袋的制备技术领域，具体涉及一种可降解的塑料袋及其制备方法。

背景技术

塑料是应用最广泛的高分子材料，按体积计算已居世界首位，塑料的应用在大大便利了人们生活的同时，与日俱增的废弃塑料所造成的白色污染已成为世界公害。我国目前的塑料生产和使用已经跃居世界前列，每年生产几百万吨不可降解的废旧物，严重污染环境和危害人体健康。因此研究和生产可降解的塑料制品在国际上引起了高度重视。可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂(如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等)，使其稳定性下降，后较容易在自然环境中降解的塑料。

中国专利文献“一种可降解塑料袋(申请公布号:CN107759887A)”公开了一种可降解塑料袋,包括袋体，袋体的开口处设置有一个环状穿绳部，该穿绳部内穿设有一根环状的扎紧绳，穿绳部上开设有一个开口，扎紧绳的一部分从该开口伸出穿绳部外；所述袋体的组分按照重量份包括：乙烯-丙烯酸共聚物45-55份、聚乙烯70-85份、聚乙烯醇20-30份、聚乳酸15-20份、季戊四醇30-45份、辛二酸10-20份、二苯甲烷二异氰酸酯5-10份、土豆淀粉30-40份、尿素10-15份、碳酸钙10-15份、竹纤维5-10份、液体石蜡10-20份、钛酸酯偶联剂5-10份、乙烯丙烯酸乙酯5-10份、甘油5-10份、脂肪酰二乙醇胺3-5份。该塑料袋使用方便、可降解且机械强度大。该塑料袋的抗菌性能无法满足实际使用时的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种可降解的塑料袋及其制备方法，以解决在专利申请文献“一种可降解塑料袋(申请公布号:CN107759887A)”公开的可降解塑料袋的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高塑料袋的抗菌和吸水性能。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种可降解的塑料袋，包括以下原料：乙烯-丙烯酸共聚物、木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、季戊四醇、辛二酸、二苯甲烷二异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570、竹纤维、土豆淀粉、蒙脱土、魔芋葡甘聚糖、碳酸钙、液体石蜡、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺；

所述木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(12-24):(4-9):(5-10):(8-14):(4-8):(4-9):(1-3)；

所述改性抗菌剂以重量份为单位，包括以下原料：3,4-二羟基苯甲醛4-8份、六偏磷酸钠4-9份、二苯基甲烷二异氰酸酯2-6份、质量分数为15-25％的硝酸银溶液1-5份、二月桂酸二丁基锡3-6份、乙酸4-8份、甲醇3-6份、凹凸棒土2-4份、硼氢化钠1-5份、硅烷偶联剂KH-5604-8份、聚乙二醇3-6份、亚硫酸氢钠2-5份。

进一步的，所述木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570的重量比为17.8:6.8:7.3:11.3:5.9:6.2:2.2。

进一步的，以重量份为单位，包括以下原料：乙烯-丙烯酸共聚物80-120份、木质素磺酸盐12-24份、环氧氯丙烷4-9份、改性抗菌剂5-10份、线性低密度聚乙烯8-14份、聚乙烯醇15-25份、聚乳酸4-8份、季戊四醇4-8份、辛二酸3-6份、二苯甲烷二异氰酸酯2-5份、邻苯二甲酸二辛酯4-9份、硅烷偶联剂KH-5701-3份、竹纤维9-16份、土豆淀粉4-8份、蒙脱土2-6份、魔芋葡甘聚糖1-5份、碳酸钙4-7发、液体石蜡、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺。

进一步的，改性抗菌剂按如下工艺进行制备：将3,4-二羟基苯甲醛、六偏磷酸钠、二苯基甲烷二异氰酸酯、质量分数为15-25％的硝酸银溶液、二月桂酸二丁基锡、乙酸和甲醇混合均匀，常温静置3-5h，然后加入凹凸棒土和硼氢化钠混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5-8h，经冷冻干燥后得到物料a；将硅烷偶联剂KH-560、聚乙二醇和亚硫酸氢钠混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着于250-350r/min搅拌20-40min，冷却至室温得到改性抗菌剂。

本发明提出的一种可降解的塑料袋的制备方法，包括以下步骤：

S1：将木质素磺酸盐干燥后用物质的量浓度为10mol/L的NaOH溶液溶解后，水浴加热搅拌，升温至70-80℃，然后加入环氧氯丙烷混合均匀，于70-75℃下恒温回流搅拌4-6h后，洗涤至pH值为7，经100-110℃真空干燥后，得到物料I；

S2：将季戊四醇、辛二酸和聚乳酸混合均匀，在氮气环境下，于150-180℃温度下进行缩聚反应2-4h得到物料II；

S3、向物料II加入乙烯-丙烯酸共聚物、线性低密度聚乙烯和聚乙烯醇混合均匀，放冷后，洗涤至中性，最后进行固液分离得到物料III；

S4、将物料III与同二苯甲烷二异氰酸酯、碳酸钙、竹纤维、土豆淀粉、蒙脱土、魔芋葡甘聚糖、液体石蜡、硅烷偶联剂KH-570、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺混合均匀，得到物料IV；

S5、将物料I、改性抗菌剂和物料IV混合均匀放入挤出机中，挤出机的螺杆旋转速度控制为40-60r/min，挤出机的温度控制为140-160℃，再进行压制成膜即可。

本发明具有以下有益效果：

(1)由实施例1-3和对比例9的数据可见，实施例1-3制得的可降解的塑料袋的抗菌性能显著高于对比例9制得的可降解的塑料袋的抗菌性能；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。

(2)由实施例1和对比例1-8的数据可见，木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570在制备抗菌剂的过程中起到了协同作用，抗菌剂在塑料袋的制备中提高了塑料袋的抗菌性性能；这是：木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570作为补强体系，聚乳酸作为多孔性可降解吸水性填料，其不仅具有很好的吸水性，还具有很好的生物相容性，保证了塑料袋使用的安全性，且聚乳酸表面含有大量的羟基，其在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，聚乳酸接枝到线性低密度聚乙烯上，线性低密度聚乙烯表面含有丰富的不饱和键，能够实现聚乳酸附着在线性低密度聚乙烯上，利用聚乳酸生物相容性以及可降解性，实现了线性低密度聚乙烯在使用时能够由于聚乳酸的接枝而加速其降解，运用到塑料袋的制备中进一步提高了塑料袋的降解性能。聚乳酸水解后产生酸性的环境，酸性的环境能够抑制细菌的呼吸酶活性，从而抑制细菌生长，从而实现将细菌杀死，利用聚乳酸的抗菌杀菌性赋予了该补强体系优异的抗菌补强性能。其中添加的改性抗菌剂通过将3,4-二羟基苯甲醛、六偏磷酸钠、二苯基甲烷二异氰酸酯、质量分数为15-25％的硝酸银溶液、二月桂酸二丁基锡、乙酸和甲醇混合均匀，常温静置，然后加入硼氢化钠混合均匀，搅拌，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析，经冷冻干燥后得到物料a；将硅烷偶联剂KH-560、聚乙二醇和亚硫酸氢钠混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温，保温，接着搅拌，冷却至室温得到，利用3,4-二羟基苯甲醛的抗菌性能，聚乙二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的粘合性能，以及二月桂酸二丁基锡作为催化剂，在硅烷偶联剂KH-560的接枝作用下，实现了3,4-二羟基苯甲醛和硼氢化钠的结合，运用到本发明的可降解的塑料袋的制备中，有效提高了可降解的塑料袋的抗菌性能，由氢氧化钠的羟基替代木质素磺酸盐上的钠基，通过由羟基与环氧氯丙烷的环氧基结合实现对木质素磺酸盐的环氧化处理，并在硅烷偶联剂KH-570的接枝改性作用，实现了木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯的稳定结合，从而改善了线性低密度聚乙烯的机械强度，利用环氧化的木质素磺酸盐实现对线性低密度聚乙烯表面不饱和键的包裹，从而改善了线性低密度聚乙烯表面网状结构的密度。

魔芋葡甘聚糖为天然的高分子可溶性膳食纤维，具有保水性，可使整个塑料袋保持较为干燥的状态，其高分子纤维结构使得其微观结构更为复杂，添加到塑料袋的制备中，由于主料乙烯-丙烯酸共聚物表面的不饱和键，而该魔芋葡甘聚糖为含有大量纤维的高分子材料，在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下实现乙烯-丙烯酸共聚物表面的不饱和键与魔芋葡甘聚糖表面羟基的连接，实现高分子材料对乙烯-丙烯酸共聚物的接枝改性，由于魔芋葡甘聚糖包裹在乙烯-丙烯酸共聚物表面从而实现了一层致密的高分子纤维膜层，运用到塑料袋的制备中，可以使塑料袋更有韧性，不易破碎，且魔芋葡甘聚糖的易降解性，可减少白色污染。蒙脱土与土豆淀粉形成氢键，并在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，实现其氢键与线性低密度聚乙烯的结合，进一步增大了线性低密度聚乙烯表面网状密度，增强塑料袋的抗张强度，通过硅烷偶联剂KH-570对竹纤维进行表面接枝改性，硅烷偶联剂KH-570一端为极性键另一端为非极性端，通过接枝实现竹纤维与线性低密度聚乙烯连接在一起，而由于竹纤维在连接了线性低密度聚乙烯后，其界面接触角增大，导致其表面张力降低，改善了纤维表面的润湿性，提高了界面的相容性，运用到塑料袋的制备中，蒙脱土的表面含有大量羟基的无机物，而土豆淀粉的表面含有大量羟基的纤维结构，这些含有羟基的无机物以及有机物接枝到线性低密度聚乙烯上，这些补强材料本身为可降解性的，在接枝后由附着在线性低密度聚乙烯的表面，这些接枝的可降解补强材料进一步加速了线性低密度聚乙烯的降解，从而提高了塑料袋的降解性能。

(3)由对比例10-12的数据可见，木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570的重量比不在(12-24):(4-9):(5-10):(8-14):(4-8):(4-9):(1-3)范围内时，制得的可降解的塑料袋的抗菌性能数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值。本发明添加的木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570作为补强体系，实施例1-3控制制备可降解的塑料袋时通过添加木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(12-24):(4-9):(5-10):(8-14):(4-8):(4-9):(1-3)，实现在补强体系中以木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯为主要原料，木质素环磺酸盐基本组分是苯甲基丙烷衍生物，具有C6-C3疏水骨架和磺酸基以及其他亲水性基团的结构，也是一种天然、可再生、可完全降解的无定型多酚聚合体，由于木质素磺酸盐是极性材料，而聚烯烃是非极性材料，邻苯二甲酸二辛酯的加入，增加了木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯之间的结合力，改善了木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯之间的相容性，而在氢氧化钠的催化作用下，实现了环氧氯丙烷对木质素磺酸盐的环氧化，由氢氧化钠的羟基替代木质素磺酸盐上的钠基，通过由羟基与环氧氯丙烷的环氧基结合实现对木质素磺酸盐的环氧化处理，并在硅烷偶联剂KH-570的接枝改下作用，实现了木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯的稳定结合，从而改善了线性低密度聚乙烯的机械强度，利用环氧化的木质素磺酸盐实现对线性低密度聚乙烯表面不饱和键的包裹，从而改善了线性低密度聚乙烯表面网状结构的密度，进而实现对其机械强度的补强，而改性抗菌剂和聚乳酸其表面同样含有大量的羟基，在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下实现与线性低密度聚乙烯表面的不饱和键结合，利用改性抗菌剂以及聚乳酸的抗菌性的协同作用，实现了线性低密度聚乙烯抗菌性能的补强，进而赋予了补强体系有益的机械强度和抗菌性能，使制备得到的塑料袋具有优异的机械强度和抗菌性能。

具体实施方式

为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。

在实施例中，可降解的塑料袋，以重量份为单位，包括以下原料：乙烯-丙烯酸共聚物80-120份、木质素磺酸盐12-24份、环氧氯丙烷4-9份、改性抗菌剂5-10份、线性低密度聚乙烯8-14份、聚乙烯醇15-25份、聚乳酸4-8份、季戊四醇4-8份、辛二酸3-6份、二苯甲烷二异氰酸酯2-5份、邻苯二甲酸二辛酯4-9份、硅烷偶联剂KH-5701-3份、竹纤维9-16份、土豆淀粉4-8份、蒙脱土2-6份、魔芋葡甘聚糖1-5份、碳酸钙4-7份、液体石蜡2-5份、乙烯丙烯酸乙酯4-8份、甘油3-9份、脂肪酰二乙醇胺3-9份。

改性抗菌剂按如下工艺进行制备：按重量份将4-8份3,4-二羟基苯甲醛、4-9份六偏磷酸钠、2-6份二苯基甲烷二异氰酸酯、1-5份质量分数为15-25％的硝酸银溶液、3-6份二月桂酸二丁基锡、4-8份乙酸和3-6份甲醇混合均匀，常温静置3-5h，然后加入2-4份凹凸棒土和1-5份硼氢化钠混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5-8h，经冷冻干燥后得到物料a；将4-8份硅烷偶联剂KH-560、3-6份聚乙二醇和2-5份亚硫酸氢钠混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着于250-350r/min搅拌20-40min，冷却至室温得到改性抗菌剂。

本发明提出的一种可降解的塑料袋的制备方法，包括以下步骤：

S1：将木质素磺酸盐干燥后用物质的量浓度为10mol/L的NaOH溶液溶解后，水浴加热搅拌，升温至70-80℃，然后加入环氧氯丙烷混合均匀，于70-75℃下恒温回流搅拌4-6h后，洗涤至pH值为7，经100-110℃真空干燥后，得到物料I；

S2：将季戊四醇、辛二酸和聚乳酸混合均匀，在氮气环境下，于150-180℃温度下进行缩聚反应2-4h得到物料II；

S3、向物料II加入乙烯-丙烯酸共聚物、线性低密度聚乙烯和聚乙烯醇混合均匀，放冷后，洗涤至中性，最后进行固液分离得到物料III；

S4、将物料III与同二苯甲烷二异氰酸酯、碳酸钙、竹纤维、土豆淀粉、蒙脱土、魔芋葡甘聚糖、液体石蜡、硅烷偶联剂KH-570、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺混合均匀，得到物料IV；

S5、将物料I、改性抗菌剂和物料IV混合均匀放入挤出机中，挤出机的螺杆旋转速度控制为40-60r/min，挤出机的温度控制为140-160℃，再进行压制成膜即可。

实施例1

一种可降解的塑料袋，以重量份为单位，包括以下原料：乙烯-丙烯酸共聚物100份、木质素磺酸盐18份、环氧氯丙烷6.5份、改性抗菌剂7.5份、线性低密度聚乙烯11份、聚乙烯醇20份、聚乳酸6份、季戊四醇6份、辛二酸4.5份、二苯甲烷二异氰酸酯3.5份、邻苯二甲酸二辛酯6.4份、硅烷偶联剂KH-5702.3份、竹纤维13份、土豆淀粉5.8份、蒙脱土4.9份、魔芋葡甘聚糖2.8份、碳酸钙5.2份、液体石蜡3.3份、乙烯丙烯酸乙酯5.8份、甘油6.3份、脂肪酰二乙醇胺5.8份。

改性抗菌剂按如下工艺进行制备：按重量份将5.8份3,4-二羟基苯甲醛、6.5份六偏磷酸钠、4.7份二苯基甲烷二异氰酸酯、2.9份质量分数为20％的硝酸银溶液、4.3份二月桂酸二丁基锡、5.7份乙酸和4.8份甲醇混合均匀，常温静置4.2h，然后加入2.9份凹凸棒土和2.8份硼氢化钠混合均匀，于748r/min转速搅拌31min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析6.3h，经冷冻干燥后得到物料a；将5.8份硅烷偶联剂KH-560、4.3份聚乙二醇和3.4份亚硫酸氢钠混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至123℃，保温31min，接着于289r/min搅拌32min，冷却至室温得到改性抗菌剂。

本发明提出的一种可降解的塑料袋的制备方法，包括以下步骤：

S1：将木质素磺酸盐干燥后用物质的量浓度为10mol/L的NaOH溶液溶解后，水浴加热搅拌，升温至76℃，然后加入环氧氯丙烷混合均匀，于73℃下恒温回流搅拌5.2h后，洗涤至pH值为7，经106℃真空干燥后，得到物料I；

S2：将季戊四醇、辛二酸和聚乳酸混合均匀，在氮气环境下，于116℃温度下进行缩聚反应2.9h得到物料II；

S3、向物料II加入乙烯-丙烯酸共聚物、线性低密度聚乙烯和聚乙烯醇混合均匀，放冷后，洗涤至中性，最后进行固液分离得到物料III；

S4、将物料III与同二苯甲烷二异氰酸酯、碳酸钙、竹纤维、土豆淀粉、蒙脱土、魔芋葡甘聚糖、液体石蜡、硅烷偶联剂KH-570、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺混合均匀，得到物料IV；

S5、将物料I、改性抗菌剂和物料IV混合均匀放入挤出机中，挤出机的螺杆旋转速度控制为52r/min，挤出机的温度控制为152℃，再进行压制成膜即可。

实施例2

一种可降解的塑料袋，以重量份为单位，包括以下原料：乙烯-丙烯酸共聚物80份、木质素磺酸盐24份、环氧氯丙烷4份、改性抗菌剂10份、线性低密度聚乙烯8份、聚乙烯醇25份、聚乳酸4份、季戊四醇8份、辛二酸3份、二苯甲烷二异氰酸酯5份、邻苯二甲酸二辛酯4份、硅烷偶联剂KH-5703份、竹纤维9份、土豆淀粉8份、蒙脱土2份、魔芋葡甘聚糖5份、碳酸钙4份、液体石蜡5份、乙烯丙烯酸乙酯4份、甘油9份、脂肪酰二乙醇胺3份。

改性抗菌剂按如下工艺进行制备：按重量份将4份3,4-二羟基苯甲醛、9份六偏磷酸钠、2份二苯基甲烷二异氰酸酯、5份质量分数为15％的硝酸银溶液、6份二月桂酸二丁基锡、4份乙酸和6份甲醇混合均匀，常温静置3h，然后加入4份凹凸棒土和1份硼氢化钠混合均匀，于850r/min转速搅拌20min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析8h，经冷冻干燥后得到物料a；将4份硅烷偶联剂KH-560、6份聚乙二醇和2份亚硫酸氢钠混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至130℃，保温20min，接着于350r/min搅拌20min，冷却至室温得到改性抗菌剂。

本发明提出的一种可降解的塑料袋的制备方法，包括以下步骤：

S1：将木质素磺酸盐干燥后用物质的量浓度为10mol/L的NaOH溶液溶解后，水浴加热搅拌，升温至70℃，然后加入环氧氯丙烷混合均匀，于75℃下恒温回流搅拌4h后，洗涤至pH值为7，经110℃真空干燥后，得到物料I；

S2：将季戊四醇、辛二酸和聚乳酸混合均匀，在氮气环境下，于150℃温度下进行缩聚反应4h得到物料II；

S3、向物料II加入乙烯-丙烯酸共聚物、线性低密度聚乙烯和聚乙烯醇混合均匀，放冷后，洗涤至中性，最后进行固液分离得到物料III；

S4、将物料III与同二苯甲烷二异氰酸酯、碳酸钙、竹纤维、土豆淀粉、蒙脱土、魔芋葡甘聚糖、液体石蜡、硅烷偶联剂KH-570、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺混合均匀，得到物料IV；

S5、将物料I、改性抗菌剂和物料IV混合均匀放入挤出机中，挤出机的螺杆旋转速度控制为40r/min，挤出机的温度控制为160℃，再进行压制成膜即可。

实施例3

一种可降解的塑料袋，以重量份为单位，包括以下原料：乙烯-丙烯酸共聚物120份、木质素磺酸盐12份、环氧氯丙烷9份、改性抗菌剂5份、线性低密度聚乙烯14份、聚乙烯醇15份、聚乳酸8份、季戊四醇4份、辛二酸6份、二苯甲烷二异氰酸酯2份、邻苯二甲酸二辛酯9份、硅烷偶联剂KH-5701份、竹纤维16份、土豆淀粉4份、蒙脱土6份、魔芋葡甘聚糖1份、碳酸钙7份、液体石蜡2份、乙烯丙烯酸乙酯8份、甘油3份、脂肪酰二乙醇胺9份。

改性抗菌剂按如下工艺进行制备：按重量份将8份3,4-二羟基苯甲醛、4份六偏磷酸钠、6份二苯基甲烷二异氰酸酯、1份质量分数为25％的硝酸银溶液、3份二月桂酸二丁基锡、8份乙酸和3份甲醇混合均匀，常温静置5h，然后加入2份凹凸棒土和5份硼氢化钠混合均匀，于650r/min转速搅拌40min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5h，经冷冻干燥后得到物料a；将8份硅烷偶联剂KH-560、3份聚乙二醇和5份亚硫酸氢钠混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至110℃，保温40min，接着于250r/min搅拌40min，冷却至室温得到改性抗菌剂。

本发明提出的一种可降解的塑料袋的制备方法，包括以下步骤：

S1：将木质素磺酸盐干燥后用物质的量浓度为10mol/L的NaOH溶液溶解后，水浴加热搅拌，升温至80℃，然后加入环氧氯丙烷混合均匀，于70℃下恒温回流搅拌6h后，洗涤至pH值为7，经100℃真空干燥后，得到物料I；

S2：将季戊四醇、辛二酸和聚乳酸混合均匀，在氮气环境下，于180℃温度下进行缩聚反应2h得到物料II；

S3、向物料II加入乙烯-丙烯酸共聚物、线性低密度聚乙烯和聚乙烯醇混合均匀，放冷后，洗涤至中性，最后进行固液分离得到物料III；

S4、将物料III与同二苯甲烷二异氰酸酯、碳酸钙、竹纤维、土豆淀粉、蒙脱土、魔芋葡甘聚糖、液体石蜡、硅烷偶联剂KH-570、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺混合均匀，得到物料IV；

S5、将物料I、改性抗菌剂和物料IV混合均匀放入挤出机中，挤出机的螺杆旋转速度控制为60r/min，挤出机的温度控制为140℃，再进行压制成膜即可。

对比例1

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中缺少木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570。

对比例2

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中缺少木质素磺酸盐。

对比例3

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中缺少环氧氯丙烷。

对比例4

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中缺少改性抗菌剂。

对比例5

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中缺少线性低密度聚乙烯。

对比例6

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中缺少聚乳酸。

对比例7

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中缺少邻苯二甲酸二辛酯。

对比例8

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中缺少硅烷偶联剂KH-570。

对比例9

采用专利申请文献“一种可降解塑料袋(申请公布号:CN107759887A)”中制备的可降解塑料袋。

对比例10

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中木质素磺酸盐为11份、环氧氯丙烷为10份、改性抗菌剂为4份、线性低密度聚乙烯为15份、聚乳酸为3份、邻苯二甲酸二辛酯为10份、硅烷偶联剂KH-570为0.8份。

对比例11

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中木质素磺酸盐为26份、环氧氯丙烷为3份、改性抗菌剂为12份、线性低密度聚乙烯为7份、聚乳酸为9份、邻苯二甲酸二辛酯为3份、硅烷偶联剂KH-570为5份。

对比例12

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备可降解的塑料袋的原料中木质素磺酸盐为26份、环氧氯丙烷为3份、改性抗菌剂为11份、线性低密度聚乙烯为7份、聚乳酸为9份、邻苯二甲酸二辛酯为3份、硅烷偶联剂KH-570为4份。

对实施例1-3和对比例1-12制得的产品进行抗菌性和吸水性能测试，采用GB/T20197-2006的标准进行降解试验，按照GB/T 1040.3-2006进行力学性能测试，其中抗菌性能采用国标GBT21510-2008进行抗菌测试，结果如下表所示：

由上表可知：

(1)由实施例1-3和对比例9的数据可见，实施例1-3制得的可降解的塑料袋的抗菌性能显著高于对比例9制得的可降解的塑料袋的抗菌性能；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。

(2)由实施例1和对比例1-8的数据可见，木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570在制备抗菌剂的过程中起到了协同作用，抗菌剂在塑料袋的制备中提高了塑料袋的抗菌性性能；这是：木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570作为补强体系，聚乳酸作为多孔性可降解吸水性填料，其不仅具有很好的吸水性，还具有很好的生物相容性，保证了塑料袋使用的安全性，且聚乳酸表面含有大量的羟基，其在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，聚乳酸接枝到线性低密度聚乙烯上，线性低密度聚乙烯表面含有丰富的不饱和键，能够实现聚乳酸附着在线性低密度聚乙烯上，利用聚乳酸生物相容性以及可降解性，实现了线性低密度聚乙烯在使用时能够由于聚乳酸的接枝而加速其降解，运用到塑料袋的制备中进一步提高了塑料袋的降解性能。聚乳酸水解后产生酸性的环境，酸性的环境能够抑制细菌的呼吸酶活性，从而抑制细菌生长，从而实现将细菌杀死，利用聚乳酸的抗菌杀菌性赋予了该补强体系优异的抗菌补强性能。其中添加的改性抗菌剂通过将3,4-二羟基苯甲醛、六偏磷酸钠、二苯基甲烷二异氰酸酯、质量分数为15-25％的硝酸银溶液、二月桂酸二丁基锡、乙酸和甲醇混合均匀，常温静置，然后加入硼氢化钠混合均匀，搅拌，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析，经冷冻干燥后得到物料a；将硅烷偶联剂KH-560、聚乙二醇和亚硫酸氢钠混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温，保温，接着搅拌，冷却至室温得到，利用3,4-二羟基苯甲醛的抗菌性能，聚乙二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的粘合性能，以及二月桂酸二丁基锡作为催化剂，在硅烷偶联剂KH-560的接枝作用下，实现了3,4-二羟基苯甲醛和硼氢化钠的结合，运用到本发明的可降解的塑料袋的制备中，有效提高了可降解的塑料袋的抗菌性能，由氢氧化钠的羟基替代木质素磺酸盐上的钠基，通过由羟基与环氧氯丙烷的环氧基结合实现对木质素磺酸盐的环氧化处理，并在硅烷偶联剂KH-570的接枝改性作用，实现了木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯的稳定结合，从而改善了线性低密度聚乙烯的机械强度，利用环氧化的木质素磺酸盐实现对线性低密度聚乙烯表面不饱和键的包裹，从而改善了线性低密度聚乙烯表面网状结构的密度。

魔芋葡甘聚糖为天然的高分子可溶性膳食纤维，具有保水性，可使整个塑料袋保持较为干燥的状态，其高分子纤维结构使得其微观结构更为复杂，添加到塑料袋的制备中，由于主料乙烯-丙烯酸共聚物表面的不饱和键，而该魔芋葡甘聚糖为含有大量纤维的高分子材料，在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下实现乙烯-丙烯酸共聚物表面的不饱和键与魔芋葡甘聚糖表面羟基的连接，实现高分子材料对乙烯-丙烯酸共聚物的接枝改性，由于魔芋葡甘聚糖包裹在乙烯-丙烯酸共聚物表面从而实现了一层致密的高分子纤维膜层，运用到塑料袋的制备中，可以使塑料袋更有韧性，不易破碎，且魔芋葡甘聚糖的易降解性，可减少白色污染。蒙脱土与土豆淀粉形成氢键，并在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，实现其氢键与线性低密度聚乙烯的结合，进一步增大了线性低密度聚乙烯表面网状密度，增强塑料袋的抗张强度，通过硅烷偶联剂KH-570对竹纤维进行表面接枝改性，硅烷偶联剂KH-570一端为极性键另一端为非极性端，通过接枝实现竹纤维与线性低密度聚乙烯连接在一起，而由于竹纤维在连接了线性低密度聚乙烯后，其界面接触角增大，导致其表面张力降低，改善了纤维表面的润湿性，提高了界面的相容性，运用到塑料袋的制备中，蒙脱土的表面含有大量羟基的无机物，而土豆淀粉的表面含有大量羟基的纤维结构，这些含有羟基的无机物以及有机物接枝到线性低密度聚乙烯上，这些补强材料本身为可降解性的，在接枝后由附着在线性低密度聚乙烯的表面，这些接枝的可降解补强材料进一步加速了线性低密度聚乙烯的降解，从而提高了塑料袋的降解性能。

(3)由对比例10-12的数据可见，木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570的重量比不在(12-24):(4-9):(5-10):(8-14):(4-8):(4-9):(1-3)范围内时，制得的可降解的塑料袋的抗菌性能数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值。本发明添加的木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570作为补强体系，实施例1-3控制制备可降解的塑料袋时通过添加木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(12-24):(4-9):(5-10):(8-14):(4-8):(4-9):(1-3)，实现在补强体系中以木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯为主要原料，木质素环磺酸盐基本组分是苯甲基丙烷衍生物，具有C6-C3疏水骨架和磺酸基以及其他亲水性基团的结构，也是一种天然、可再生、可完全降解的无定型多酚聚合体，由于木质素磺酸盐是极性材料，而聚烯烃是非极性材料，邻苯二甲酸二辛酯的加入，增加了木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯之间的结合力，改善了木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯之间的相容性，而在氢氧化钠的催化作用下，实现了环氧氯丙烷对木质素磺酸盐的环氧化，由氢氧化钠的羟基替代木质素磺酸盐上的钠基，通过由羟基与环氧氯丙烷的环氧基结合实现对木质素磺酸盐的环氧化处理，并在硅烷偶联剂KH-570的接枝改下作用，实现了木质素磺酸盐和线性低密度聚乙烯的稳定结合，从而改善了线性低密度聚乙烯的机械强度，利用环氧化的木质素磺酸盐实现对线性低密度聚乙烯表面不饱和键的包裹，从而改善了线性低密度聚乙烯表面网状结构的密度，进而实现对其机械强度的补强，而改性抗菌剂和聚乳酸其表面同样含有大量的羟基，在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下实现与线性低密度聚乙烯表面的不饱和键结合，利用改性抗菌剂以及聚乳酸的抗菌性的协同作用，实现了线性低密度聚乙烯抗菌性能的补强，进而赋予了补强体系有益的机械强度和抗菌性能，使制备得到的塑料袋具有优异的机械强度和抗菌性能。

以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种可降解的塑料袋，其特征在于，包括以下原料：乙烯-丙烯酸共聚物、木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、季戊四醇、辛二酸、二苯甲烷二异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570、竹纤维、土豆淀粉、蒙脱土、魔芋葡甘聚糖、碳酸钙、液体石蜡、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺；

所述木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570的重量比为(12-24):(4-9):(5-10):(8-14):(4-8):(4-9):(1-3)；

所述改性抗菌剂以重量份为单位，包括以下原料：3,4-二羟基苯甲醛4-8份、六偏磷酸钠4-9份、二苯基甲烷二异氰酸酯2-6份、质量分数为15-25％的硝酸银溶液1-5份、二月桂酸二丁基锡3-6份、乙酸4-8份、甲醇3-6份、凹凸棒土2-4份、硼氢化钠1-5份、硅烷偶联剂KH-560 4-8份、聚乙二醇3-6份、亚硫酸氢钠2-5份。

2.根据权利要求1所述的可降解的塑料袋，其特征在于，所述木质素磺酸盐、环氧氯丙烷、改性抗菌剂、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、邻苯二甲酸二辛酯、硅烷偶联剂KH-570的重量比为17.8:6.8:7.3:11.3:5.9:6.2:2.2。

3.根据权利要求1所述的可降解的塑料袋，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：乙烯-丙烯酸共聚物80-120份、木质素磺酸盐12-24份、环氧氯丙烷4-9份、改性抗菌剂5-10份、线性低密度聚乙烯8-14份、聚乙烯醇15-25份、聚乳酸4-8份、季戊四醇4-8份、辛二酸3-6份、二苯甲烷二异氰酸酯2-5份、邻苯二甲酸二辛酯4-9份、硅烷偶联剂KH-570 1-3份、竹纤维9-16份、土豆淀粉4-8份、蒙脱土2-6份、魔芋葡甘聚糖1-5份、碳酸钙4-7份、液体石蜡2-5份、乙烯丙烯酸乙酯4-8份、甘油3-9份、脂肪酰二乙醇胺3-9份。

4.根据权利要求1所述的可降解的塑料袋，其特征在于，改性抗菌剂按如下工艺进行制备：将3,4-二羟基苯甲醛、六偏磷酸钠、二苯基甲烷二异氰酸酯、质量分数为15-25％的硝酸银溶液、二月桂酸二丁基锡、乙酸和甲醇混合均匀，常温静置3-5h，然后加入凹凸棒土和硼氢化钠混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min，抽滤后得到的沉淀物于盐酸溶液中透析5-8h，经冷冻干燥后得到物料a；将硅烷偶联剂KH-560、聚乙二醇和亚硫酸氢钠混合均匀，然后加入物料a混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着于250-350r/min搅拌20-40min，冷却至室温得到改性抗菌剂。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的可降解的塑料袋的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将木质素磺酸盐干燥后用物质的量浓度为10mol/L的NaOH溶液溶解后，水浴加热搅拌，升温至70-80℃，然后加入环氧氯丙烷混合均匀，于70-75℃下恒温回流搅拌4-6h后，洗涤至pH值为7，经100-110℃真空干燥后，得到物料I；

S2：将季戊四醇、辛二酸和聚乳酸混合均匀，在氮气环境下，于150-180℃温度下进行缩聚反应2-4h得到物料II；

S3、向物料II加入乙烯-丙烯酸共聚物、线性低密度聚乙烯和聚乙烯醇混合均匀，放冷后，洗涤至中性，最后进行固液分离得到物料III；

S4、将物料III与同二苯甲烷二异氰酸酯、碳酸钙、竹纤维、土豆淀粉、蒙脱土、魔芋葡甘聚糖、液体石蜡、硅烷偶联剂KH-570、乙烯丙烯酸乙酯、甘油、脂肪酰二乙醇胺混合均匀，得到物料IV；

S5、将物料I、改性抗菌剂和物料IV混合均匀放入挤出机中，挤出机的螺杆旋转速度控制为40-60r/min，挤出机的温度控制为140-160℃，再进行压制成膜即可。