[发明专利]一种纤维素类生物基材料的制备方法及含该材料的高阻隔全生物降解包装瓶

说明书

本发明属于可降解包装瓶加工技术领域。本发明提供了一种纤维素类生物基材料的制备方法，该纤维素类生物基材料原料组成成分，按重量份数由以下比例组成：氮化木质纤维素50~100份，纳米纤维素60~90份，聚乙烯醇20~30份，壳聚糖5~10份，甲基纤维素3~5份，消泡剂0.5~1.0份，增塑剂2~3份，甘油10~15份，热稳定剂0.1~0.2份，防霉剂0.1~1份，水0~30份。本发明还包括上述纤维素类生物基材料的制备方法，以及用该材料制备的包装瓶。本发明制备的包装瓶，具有防霉、抗菌、耐热、高阻隔、全降解的性能。

技术领域

本发明属于可降解包装瓶加工技术领域，具体涉及一种纤维素类生物基材料的制备方法及含该材料的高阻隔全生物降解包装瓶。

背景技术

目前的包装瓶大都采用聚乙烯、聚酯为原料，这些包装瓶，存在对气体的透气性阻隔性能、对湿度的阻隔性能的差异，且对于透气量、透氧量的阻隔都需要进一步的提升；但是人们在研究如何降低透气量、透氧量时，使用了大量的不可降解生物材料，如果人们随意乱扔，就会造成环境污染，影响城市景观。随意丢弃和难以降解是造成白色污染的主要原因。白色污染不仅仅是视觉上的，更多的是对环境的压力和对其处理的高成本，不利于可持续发展。

生物降解塑料是指利用环境中的温度、湿度、矿物质和微生物(如细菌、真菌、藻类等)将聚合物材料水解或酶解为低分子物质，再由微生物吞噬完全分解，所分解的产物和残留对环境没有任何危害，从而引起了人们的高度关注，世界各国竞相发展生物降解塑料。目前发现的生物降解塑料有很多，但均因其自身或多或少的缺陷而极大限制了其作为材料单独使用的大规模应用。对生物降解材料进行共混改性，选取性能合适的生物降解材料组份，调节生物降解材料组份之间的配比，改善生物降解材料之间的相容性和采取适宜的材料加工手段，可以在各个生物降解材料之间取长补短，开发出高性能的包装瓶，这是目前包装瓶领域的热点研究问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维素类生物基材料的制备方法及含有该材料的高阻隔全生物降解包装瓶，该纤维素类生物基材料的主要组分均可以全生物降解，制备的包装瓶，具有防霉、抗菌、耐热、高阻隔、基本全生物降解的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种纤维素类生物基材料的制备方法，该纤维素类生物基材料原料组成成分按重量份数由以下比例组成：氮化木质纤维素50~100份，纳米纤维素60~90份，聚乙烯醇20~30份，壳聚糖5~10份，甲基纤维素3~5份，消泡剂0.5~1.0份，增塑剂2~3份，甘油10~15份，热稳定剂0.1~0.2份，防霉剂0.1~1份，水0~30份。上述纤维素类生物基材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将上述重量份的氮化木质纤维素，纳米纤维素，聚乙烯醇和壳聚糖，依次加入高速混合机中搅拌1~3h，混合均匀；

（2）将上述重量份的甲基纤维素，消泡剂，增塑剂，甘油，热稳定剂，防霉剂和水，依次加入高速混合机中搅拌1~3h，混合均匀；

（3）将步骤（1）和步骤（2）得到的混合物，脱色、真空除水后，依次加入高速混合机中搅拌1~2h，混合均匀后，用80~130℃平面板热压2~6h后，得到纤维素类生物基材料。

进一步地，上述氮化木质纤维素的制备方法，包括以下步骤：

（1）选取棉花或玉米茎切割，除杂，粉碎，过筛，得到210~280目的木粉；

（2）将210~280目的木粉加入到水和乙醇质量比为100比5的混合溶液中，保持温度在25℃~40℃之间，然后进行搅拌研磨，时间为1h-5h，即得到木质纤维素分散液；

（3）在木质纤维素分散液中添加尿素，加热至65-74℃，搅拌均匀后，再添加过氧乙酸或者过碳酸酰胺，继续搅拌反应2小时，然后进行过滤，洗涤，干燥至恒重，得到氮化木质纤维素。

进一步地，上述防霉剂为柠檬酸、香樟精油和孟宗竹提取物中的至少一种。