[发明专利]一种植物纤维素基全生物降解材料及其制备方法

说明书

本发明提供了植物纤维素基全生物降解材料及其制备方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)植物纳米纤维素；(2)热塑性淀粉；(3)植物纤维素基全生物降解材料，通过植物纤维素基全生物降解材料制备造粒，并形成全生物降解纸制品，本发明解决了现有纸制品浸泡在饮品或热饮中会快速变软溶剂。采用竹粉、木粉或淀粉等填充料卫生不达标且物理强度指标不够的问题。

技术领域

本发明属于植物纤维素基全生物降解材料及其制品的技术领域，尤其是一种植物纤维素基全生物降解材料及其制备方法。

背景技术

目前市场上，饮品包装或吸管大多数用塑料制成，其原材料主要为聚乙烯或聚丙烯，因其成本低和加工制作简单，市场占有率仍极高，废弃后因无法降解已变成变色污染的来源之一，相关法律法规要求对塑料使用量进行限制，在一定期限内用替代产品更换塑料产品。

塑料制品不可降解已经成为突出的环境问题，目前塑料制品替代产品也不断出现，例如饮品用塑料吸管以纸吸管代替，纸吸管即直接用专用纸通过纸吸管生产专业设备卷成管状结构，也有添加塑料类试剂或进行覆膜处理的吸管。但存在如下问题：抗水性较低，虽然能够供一般冷饮使用，但是在对于诸如奶昔等油性较重和热饮时，现有的纸吸管会因为浸泡在油性饮品或热饮而快速变软溶解，不能满足实际需要，使用受限制，即接触温度较高的饮品或酸性饮品就会有发软和开胶的现象，影响饮用。

市场上还存在另一种吸管，其生产原材料含有植物来源的聚乳酸等和其他填充料(以竹粉、木粉或淀粉)加入增塑剂制成的可降解吸管。但存在如下问题：竹粉等填充材料的加工方式不能保证原料的卫生质量，吸管部分物理强度指标不够，竹粉等材料添加量最高只有20％左右，成本较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供了一种植物纤维素基全生物降解材料及其制备方法，还包括全生物降解纸造粒和全生物降解纸制品，本发明解决了现有纸制品浸泡在饮品或热饮中会快速变软溶剂，采用竹粉、木粉或淀粉等填充料卫生不达标且物理强度指标不够的问题。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种植物纤维素基全生物降解材料制备方法，具体步骤如下：

(1)植物纳米纤维素

将植物浆料溶解在低共熔溶液中，其中固液比为1:20-40，温度为80℃-150℃下恒温，转速为100-1500r/min恒速转动，时间为30min-60min，制得植物溶解纤维素；将所述植物溶解纤维素真空抽滤，用去离子水洗涤至中性并干燥，在转速为2500-10000r/min搅拌器中搅拌2min-10min后制得植物纳米纤维素备用。

(2)热塑性淀粉

淀粉与热塑性增塑剂共混、挤出造粒并进行热塑性处理，制得热塑性淀粉备用。

(3)植物纤维素基全生物降解材料

在共混机100-250r/min的搅拌速度下，将质量比为20％-50％可降解生物材料加入共混机，依次加入质量比为20％-40％所述热塑性淀粉，质量比为5％-10％所述植物纤维纳米素，质量比为0-30％的500目的植物纤维粉，质量比为10％-15％的增塑剂，质量比为1％-3％的增强剂，质量比为0.1％-0.6％的润滑剂，质量比为0.1-0.6％的湿强剂，搅拌均匀，制定植物纤维素基全生物降解材料备用。

作为进一步优选，所述植物浆料为竹浆或木浆。

作为进一步优选，所述低共熔溶液为氯化胆碱/草酸型低共熔溶液。

作为进一步优选，所述热塑性增塑剂为壳聚糖或改性壳聚糖。

作为进一步优选，所述可降解生物材料为聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯或聚己二酸对苯二甲酸丁二酯。

作为进一步优选，所述植物纤维粉为竹纤维粉或木纤维粉。