CN117364539A - 一种食品用可降解全生物基淋膜纸、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于淋膜纸技术领域，具体为一种食品用可降解全生物基淋膜纸、制备方法及应用；所述食品用可降解全生物基淋膜纸由淋膜专用纸和生物降解薄膜复合而成，所述生物降解薄膜的制备原料按重量份计包括：PLA：60‑70份，PHA：30‑40份，相容剂：1‑3份，抗氧剂：0.1‑1份，润滑剂：0.2‑0.5，扩链剂：0.1‑0.5份；其中，PLA为聚乳酸，其分子量为4000‑5000，熔点为150‑165℃，熔体流动指数25‑35g/10min；PHA为羟基己酸酯与3‑羟基丁酸酯的共聚物，所述PHA的分子量为1000‑8000。本发明在制备淋膜纸时，在制备原料中加入相容剂PLA‑g‑GMA，通过相容剂使PLA和PHA能够有效的进行结合，使得制备出的食品用可降解全生物基淋膜纸不仅具备生物降解能力，利于环保；而且具有良好的韧性，在使用时不易损坏。
Description
技术领域
本发明属于淋膜纸技术领域，具体为一种食品用可降解全生物基淋膜纸、制备方法及应用。
背景技术
淋膜纸就是将塑料粒子通过流延机涂覆在纸张表面的复合材料，主要特点是可以防油、防水(相对的)、可热合。目前市面上常用聚乙烯(PE)淋膜而成的淋膜纸制作一次性纸杯、纸碗等一次性餐具，但是聚乙烯制备而成的淋膜纸不能被生物降解从而对环境保护不利。
聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基及可再生生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米、木薯等)所提取的淀粉原料制成。淀粉原料经糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，对环境无污染，是公认的环境友好材料。用PLA淋膜而成的PLA淋膜纸相对于PE淋膜纸制成的一次性餐具可以大幅度降低自然资源及环境负担，目前受到广大消费者的青睐。但是PLA由于本身的脆性较大，直接用来加工淋膜纸时稳定性差，且成型后的淋膜层的韧性不够，易碎，不利于PLA淋膜纸的广泛应用。
而聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由很多细菌合成的一种胞内聚酯，在生物体内主要是作为碳源和能源的贮藏性物质而存在，它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多优秀性能。另外，由于PHA的分子结构中具有较长的脂肪链，因此，其韧性优于聚乳酸。
为此，我们将PHA与PLA相结合，提出一种食品用可降解全生物基淋膜纸、制备方法及应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种食品用可降解全生物基淋膜纸、制备方法及应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种食品用可降解全生物基淋膜纸，所述食品用可降解全生物基淋膜纸由淋膜专用纸和生物降解薄膜复合而成，所述生物降解薄膜的制备原料按重量份计包括：
PLA：60-70份，
PHA：30-40份，
相容剂：1-3份，
抗氧剂：0.1-1份，
润滑剂：0.2-0.5，
扩链剂：0.1-0.5份；
其中，PLA为聚乳酸，其分子量为4000-5000，熔点为150-165℃，熔体流动指数25-35g/10min；
PHA为羟基己酸酯与3-羟基丁酸酯的共聚物，所述PHA的分子量为1000-8000。
优选地，所述淋膜专用纸的制备原料采用全木纸浆。
优选地，所述相容剂为PLA-g-GMA，具体为聚乳酸接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
优选地，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010或者抗氧剂1076中至少一种。
优选地，所述扩链剂为苯甲酸钠、对叔丁基苯甲酸、维生素B13中的一种或几种。
优选地，一种食品用可降解全生物基淋膜纸的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：
S1、将干燥的制备原料PLA、PHA、相容剂、抗氧剂以及扩链剂混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后对淋膜后的淋膜专用纸进行干燥即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸。
优选地，所述步骤S2中挤出机采用双螺杆挤出机，挤出温度为80-165℃，转速为180-210rpm/min。
优选地，步骤S3中淋膜时：机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃；步骤S3中干燥温度为25-30℃，干燥时间为4-6小时。
优选地，所述的食品用可降解全生物基淋膜纸在食品包装领域以及餐饮行业的应用。
本发明的有益效果：
1、本发明在制备淋膜纸时，在制备原料中加入相容剂PLA-g-GMA，通过相容剂使PLA和PHA能够有效的进行结合，使得制备出的食品用可降解全生物基淋膜纸不仅具备生物降解能力，利于环保；而且具有良好的韧性，在使用时不易损坏。
2、本发明制备出的可降解全生物基淋膜纸具有较好的耐高温效果，且防水性能良好。
3、本发明提供的食品用可降解全生物基淋膜纸的制备方法，其生产过程无需多种生产设备，且工艺简单，生产效率高，利于大规模推广。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备出的食品用可降解全生物基淋膜纸成品实物图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
S1、将干燥的制备原料PLA 60份、PHA 30份、相容剂PLA-g-GMA 1份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是实施例1中提到的份数，一份为50g物料。
实施例2
S1、将干燥的制备原料PLA 70份、PHA 30份、相容剂PLA-g-GMA 1份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是实施例2中提到的份数，一份为50g物料。
实施例3
S1、将干燥的制备原料PLA 60份、PHA40份、相容剂PLA-g-GMA 1份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是实施例3中提到的份数，一份为50g物料。
实施例4
S1、将干燥的制备原料PLA 70份、PHA40份、相容剂PLA-g-GMA 1份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是实施例4中提到的份数，一份为50g物料。
实施例5
S1、将干燥的制备原料PLA 60份、PHA40份、相容剂PLA-g-GMA 3份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是实施例5中提到的份数，一份为50g物料。
实施例6
S1、将干燥的制备原料PLA 70份、PHA40份、相容剂PLA-g-GMA 3份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是实施例6中提到的份数，一份为50g物料。
对比例1
S1、将干燥的制备原料PLA40份、PHA30份、相容剂PLA-g-GMA 1份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是对比例1中提到的份数，一份为50g物料。
对比例2
S1、将干燥的制备原料PLA 80份、PHA30份、相容剂PLA-g-GMA 1份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是对比例2中提到的份数，一份为50g物料。
对比例3
S1、将干燥的制备原料PLA 60份、PHA20份、相容剂PLA-g-GMA 1份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是对比例3中提到的份数，一份为50g物料。
对比例4
S1、将干燥的制备原料PLA 60份、PHA50份、相容剂PLA-g-GMA 1份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是对比例4中提到的份数，一份为50g物料。
对比例5
S1、将干燥的制备原料PLA 60份、PHA 30份、相容剂PLA-g-GMA 0.5份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是对比例5中提到的份数，一份为50g物料。
对比例6
S1、将干燥的制备原料PLA 60份、PHA30份、相容剂PLA-g-GMA 5份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是对比例6中提到的份数，一份为50g物料。
对比例7
S1、将干燥的制备原料PLA 60份、PHA30份、相容剂PLA-g-GMA 0份、抗氧剂10100.5份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份以及扩链剂苯甲酸钠0.5份混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；其中双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，转速为200rpm/min；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后将淋膜后的淋膜专用纸置于干燥箱中，在30℃条件下干燥5小时即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸；淋膜过程中淋膜机的机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃。
此处需要说明的是对比例7中提到的份数，一份为50g物料。
对实施例1-6以及对比例1-7制备出的淋膜纸进行性能检测，分别测定淋膜纸的耐高温性能、拉伸强度、断裂性能、以及防水性能；测定结果如表3所示。
耐高温性能测定：主要是测定淋膜纸发生软化时的临界温度值；
拉伸强度测定：参照GB/T104Q-2006:塑料拉伸性能试验方法。
断裂性能测定：参照GB/T 2567-2008中关于树脂浇铸体性能的测试方法。
防水性能的测定：分别对实施例1～6制备的淋膜纸以及对比例1～7制备的淋膜
纸进行盛水试验，测量10分钟内从淋膜纸内渗出的水的体积。
表3为实施例1-6和对比例1-7制备出的淋膜纸各项性能检测结果数据
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种食品用可降解全生物基淋膜纸，其特征在于，所述食品用可降解全生物基淋膜纸由淋膜专用纸和生物降解薄膜复合而成，所述生物降解薄膜的制备原料按重量份计包括：
PLA：60-70份，
PHA：30-40份，
相容剂：1-3份，
抗氧剂：0.1-1份，
润滑剂：0.2-0.5，
扩链剂：0.1-0.5份；
其中，PLA为聚乳酸，其分子量为4000-5000，熔点为150-165℃，熔体流动指数25-35g/10min；
PHA为羟基己酸酯与3-羟基丁酸酯的共聚物，所述PHA的分子量为1000-8000。
2.根据权利要求1所述的食品用可降解全生物基淋膜纸，其特征在于，所述淋膜专用纸的制备原料采用全木纸浆。
3.根据权利要求1所述的食品用可降解全生物基淋膜纸，其特征在于，所述相容剂为PLA-g-GMA，具体为聚乳酸接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
4.根据权利要求1所述的食品用可降解全生物基淋膜纸，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
5.根据权利要求1所述的食品用可降解全生物基淋膜纸，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或者抗氧剂1076中至少一种。
6.根据权利要求1所述的食品用可降解全生物基淋膜纸，其特征在于，所述扩链剂为苯甲酸钠、对叔丁基苯甲酸、维生素B13中的一种或几种。
7.一种食品用可降解全生物基淋膜纸的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：
S1、将干燥的制备原料PLA、PHA、相容剂、抗氧剂、润滑剂以及扩链剂混合均匀得到混合物；
S2、将混合物加入到挤出机中经熔融、挤出、造粒得到淋膜纸生物降解专用树脂；
S3、将淋膜纸生物降解专用树脂干燥除湿后加入淋膜机中，利用淋膜机向淋膜专用纸上进行淋膜，淋膜完成后对淋膜后的淋膜专用纸进行干燥即可得到食品用可降解全生物基淋膜纸。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中挤出机采用双螺杆挤出机，挤出温度为80-165℃，转速为180-210rpm/min。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中淋膜时：机体温度为170-180℃，模头温度为180-190℃；步骤S3中干燥温度为25-30℃，干燥时间为4-6小时。
10.如权利要求1-6任一所述食品用可降解全生物基淋膜纸在食品包装领域以及餐饮行业的应用。
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|---|---|---|---|---|
| CN117799272A (zh) * | 2024-01-15 | 2024-04-02 | 宁波华寅包装科技有限公司 | 一种生物基食品包装袋及其制备方法 |
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