CN102977565A - 一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents
一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102977565A CN102977565A CN2012104846960A CN201210484696A CN102977565A CN 102977565 A CN102977565 A CN 102977565A CN 2012104846960 A CN2012104846960 A CN 2012104846960A CN 201210484696 A CN201210484696 A CN 201210484696A CN 102977565 A CN102977565 A CN 102977565A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acid
- starch
- biological degradation
- amyloid
- barrier film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 title claims abstract description 29
- 239000008107 starch Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 37
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 46
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 45
- -1 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 23
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 18
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 13
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 8
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 8
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N oxalic acid group Chemical group C(C(=O)O)(=O)O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009264 composting Methods 0.000 claims description 5
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-2,4-diol Chemical compound CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybutyric acid Chemical compound CC(O)CC(O)=O WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HPMGFDVTYHWBAG-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxyhexanoic acid Chemical compound CCCC(O)CC(O)=O HPMGFDVTYHWBAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N glutaric acid Chemical compound OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N heptanoic acid Chemical compound CCCCCCC(O)=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N hexanedioic acid Natural products OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 claims description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N malic acid Chemical compound OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 claims description 4
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 claims description 4
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N sebacic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCC(O)=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L succinate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCC([O-])=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N undecane Chemical compound CCCCCCCCCCC RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical group C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 3
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 claims description 3
- 238000000053 physical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MEIRRNXMZYDVDW-MQQKCMAXSA-N (2E,4E)-2,4-hexadien-1-ol Chemical compound C\C=C\C=C\CO MEIRRNXMZYDVDW-MQQKCMAXSA-N 0.000 claims description 2
- LMHJFKYQYDSOQO-SECBINFHSA-N (5r)-5-hydroxydecanoic acid Chemical compound CCCCC[C@@H](O)CCCC(O)=O LMHJFKYQYDSOQO-SECBINFHSA-N 0.000 claims description 2
- MMEDJBFVJUFIDD-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(carboxymethyl)phenyl]acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC=C1CC(O)=O MMEDJBFVJUFIDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UXFQFBNBSPQBJW-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-methylpropane-1,3-diol Chemical compound OCC(N)(C)CO UXFQFBNBSPQBJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JKRDADVRIYVCCY-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyoctanoic acid Chemical compound CCCCCCC(O)C(O)=O JKRDADVRIYVCCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- REKYPYSUBKSCAT-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypentanoic acid Chemical compound CCC(O)CC(O)=O REKYPYSUBKSCAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YDCRNMJQROAWFT-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxyhexanoic acid Chemical compound CC(O)CCCC(O)=O YDCRNMJQROAWFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PHOJOSOUIAQEDH-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxypentanoic acid Chemical compound OCCCCC(O)=O PHOJOSOUIAQEDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 5-valerolactone Chemical compound O=C1CCCCO1 OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxyhexanoic acid Chemical compound OCCCCCC(O)=O IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PNAJBOZYCFSQDJ-UHFFFAOYSA-N 7-hydroxyheptanoic acid Chemical compound OCCCCCCC(O)=O PNAJBOZYCFSQDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 claims description 2
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 claims description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N butane-1,2-diol Chemical compound CCC(O)CO BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 claims description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 2
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 2
- TZMQHOJDDMFGQX-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1,1-triol Chemical compound CCCCCC(O)(O)O TZMQHOJDDMFGQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- LMHJFKYQYDSOQO-UHFFFAOYSA-N hydroxydecanoic acid Natural products CCCCCC(O)CCCC(O)=O LMHJFKYQYDSOQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940059574 pentaerithrityl Drugs 0.000 claims description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UWJJYHHHVWZFEP-UHFFFAOYSA-N pentane-1,1-diol Chemical compound CCCCC(O)O UWJJYHHHVWZFEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000070 poly-3-hydroxybutyrate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229940100445 wheat starch Drugs 0.000 claims description 2
- LXNOENXQFNYMGT-UHFFFAOYSA-N xi-5-Hydroxydodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)CCCC(O)=O LXNOENXQFNYMGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 claims description 2
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 claims description 2
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 claims description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 6
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229920008262 Thermoplastic starch Polymers 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004628 starch-based polymer Substances 0.000 description 2
- AXKZIDYFAMKWSA-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione Chemical group O=C1CCCCC(=O)OCCCCO1 AXKZIDYFAMKWSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 208000037534 Progressive hemifacial atrophy Diseases 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 239000004902 Softening Agent Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;hydrate Chemical compound O.OC(O)=O JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000003413 degradative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003913 materials processing Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012017 passive hemagglutination assay Methods 0.000 description 1
- 229920000520 poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035943 smell Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和用途，该生物降解阻隔性薄膜是由0-80%的生物降解均聚脂、0-80%的生物降解共聚酯、1-30%的乙烯-乙烯醇共聚物、5-60%的淀粉和2-30%的多元醇制备得到。本发明采用具有较快生物降解速度的生物降解均聚酯、具有较好加工性能的生物降解共聚酯和具有良好阻隔性的乙烯-乙烯醇共聚物按不同比例配混，所得到组合物制备的薄膜不仅具有生物降解性而且具有阻隔性，可广泛应用于包装领域，特别是食品和医药包装领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
通用塑料因其综合性能优异而被广泛应用于各个领域，与钢铁、木材、水泥并列为四大支持材料，年使用量不断上升。通用塑料如聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）等在自然界可长期稳定存在，难以降解，故其废弃之后难以回收处理，给环境造成了严重的污染。生物降解塑料因其在自然环境下可较快降解而成为解决塑料废弃物环境污染问题的有效途径之一，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。
生物降解塑料是能够在适合的环境条件下经过一定时间跨度后最终分解为二氧化碳和水的一类聚合物材料。这种降解过程通常分为两个过程，首先大分子经过水解、光/氧降解后分子量变小，其后进一步被微生物消耗掉，这类微生物可能是细菌、真菌、酵母菌、藻类等。目前全球的生物降解塑料已达几十种，主要有：生物降解均聚脂，如羟基脂肪酸酯（盐）聚合物（PHAs），聚乳酸（PLA）、聚羟基丁基酯（PHB）、聚己内酯（PCL）、羟基丁基酸-羟基戊酸共聚酯（PHBV）；生物降解共聚酯，如聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚（丁二酸丁二醇酯共己二酸丁二醇酯）（PBSA）等；或是具有多糖结构的天然产物，如热塑性淀粉（TPS）、醋酸纤维素等。上述降解塑料尽管具有良好的生物降解性能，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，克服各自自身缺陷，开发出能够满足应用要求的各类材料，这是目前生物降解材料的研究热点之一。
近年来，生物降解材料在塑料包装行业应用和发展迅速，生物降解包装材料的品质不断提升和产量不断增加，为了适应市场对生物降解包装材料的更大需求，生物降解包装材料的高功能化，特别是阻隔性，已成为生物降解包装材料的一个重要研究开发方向。生物降解阻隔性材料及其薄膜具有生物降解性和阻氧气及水蒸气的特性。使用时，可有效地保持容器及包装内食品等内容物原有的口感、气味，防止品质劣化，延长商品货架寿命及保质期限；使用后，可堆肥化处理，减少对环境的污染。
目前，广泛应用于食品和医药领域的阻隔性材料均为传统塑料制成的具有多层结构的薄膜制品，尽管其具有良好的阻隔性能，但在自然界中其可以长期稳定存在，难以降解，故其废弃之后难以回收处理，给环境造成了严重的污染。而应用于包装领域的生物降解材料又不具有阻隔性，无法大量应用于食品和医药领域。
发明内容
为了克服现有的生物降解性薄膜不具有阻隔性的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，该薄膜具有阻隔性，同时可生物降解，可广泛应用于食品和医药领域，在其废弃后可堆肥化处理，能减少对环境的污染。
本发明的另一目的在于提供上述含淀粉的生物降解阻隔性薄膜的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述含淀粉的生物降解阻隔性薄膜的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其制备原料包括以下质量百分比的成分：
生物降解均聚脂： 0-80%
生物降解共聚酯： 0-80%
乙烯-乙烯醇共聚物：1-30%
淀粉： 5-60%
多元醇： 2-30%。
所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，在堆肥条件下90天内降解率达到90%以上；氧气透过率OTR≤2500ml/m2d·bar，水蒸汽透过率WVTR≤150g/m2·d。
所述的生物降解均聚酯是由羟基脂肪酸类单体通过缩合反应或开环聚合反应得到的；
所述羟基脂肪酸类单体为羟基烷基酸或其环化酯衍生物中的一种以上；
所述羟基脂肪酸类单体优选碳原子数为4~18的羟基脂肪酸或其环化酯衍生物中的一种以上；
所述的羟基脂肪酸类单体优选羟基乙酸、α-羟基丙酸、β-羟基丁酸、羟基丁二酸、5-羟基戊酸、3-羟基己酸、5-羟基己酸、6-羟基己酸、7-羟基庚酸、3,5-二羟基庚酸、羟基辛酸、5-羟基癸酸或5-羟基十二酸中的一种以上；
所述的生物降解均聚酯优选聚乳酸、聚羟基乙酸、聚3-羟基丁酸、聚3-羟基戊酸、聚3-羟基己酸、聚己内酯、聚羟基丁基酸酯或聚戊内酯中的一种以上。
所述的生物降解共聚酯是由二元酸类单体和脂肪族二元醇通过聚合反应得到的；
所述的二元酸类单体为脂肪族二元酸及其酯化衍生物、芳香族二元酸及其酯化衍生物中的一种以上；
所述的脂肪族二元醇、脂肪族二元酸及其酯化衍生物、芳香族二元酸及其酯化衍生物，其碳原子数为2~22；
所述的二元酸类单体优选乙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十三碳二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二乙酸或邻苯二乙酸中的一种以上；
所述的脂肪族二元醇优选乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-叔丁基-1,3-丙二醇或2,2,4-三甲基-1,6-己二醇中的一种以上；
所述的生物降解共聚酯优选聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇共己二酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇共丁二酸酯或聚对苯二甲酸丁二醇共己二酸酯中的一种以上。
所述的乙烯-乙烯醇共聚物，其中乙烯单元的摩尔含量为5～95%，优选45%。
所述的淀粉，包括来源于植物的天然淀粉，如土豆淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、大米淀粉、黑麦淀粉和小麦淀粉，也包括使用化学或物理方法将天然淀粉改性后的淀粉，如酯化淀粉、阳离子淀粉、氧化淀粉和交联淀粉。
所述的多元醇是作为增塑剂使用，优选甘油、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、己三醇、新戊二醇、季戊四醇、山梨醇、木糖醇的寡聚物和/或多聚物。
上述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜的制备方法，是将各原料混合后经过烘干、搅拌、熔融挤出和吹膜后制得含淀粉的生物降解阻隔性薄膜。
上述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜可广泛应用于包装领域，特别是食品和医药包装领域。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明采用具有较快生物降解速度的生物降解均聚酯、具有较好加工性能的生物降解共聚酯和具有良好阻隔性的乙烯-乙烯醇共聚物按不同比例配混，所得到组合物制备的薄膜不仅具有生物降解性而且具有阻隔性，可广泛应用于包装领域，特别是食品和医药包装领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1-9
一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其原料见表1-3（表1-3中，原料的用量单位是质量百分比），其制备方法包括以下步骤：
（1）将各原料在80℃烘箱中烘干5小时；
（2）将干燥后的各原料加入高混机中，先低速搅拌5分钟，再高速搅拌3分钟；
（3）将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，挤出机的直径为40mm，长径比为36:1，设有9个加热区并带有真空排气装置。挤出过程选择下述操作条件：
温度设定：80/150/190/190/190/190/190/190/170℃
喂料速度：100kg/h
螺杆转速：300rpm
真空压力：0.4大气压；
挤出机料条通过水下热切方式造成颗粒后，在除湿干燥机中80℃烘干2小时，然后送入单螺杆挤出吹膜机制成厚度为25um的薄膜。
测定各实施例所得薄膜的降解和阻隔性能，结果见表1-3。
降解和阻隔性能的测试方法如下：
1.生物降解率：参照ISO14855的方法测试，以材料堆肥90天后的CO2释放量为降解性指标。
2.氧气透过率OTR：参照ASTM D3985的方法测试。
3.水蒸汽透过率WVTR：参照ASTM D1653的方法测试。
对比例1-2
一种薄膜，其原料见表1-2，其制备方法同实施例1-9。降解及阻隔性能的测试方法同实施例1-9，结果见表1-2。
表1
注：表1-3中，乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯单元的摩尔含量是45%。
由表1可知，由实施例1-3所得到薄膜，在堆肥条件下90天内生物降解率达到90%以上，氧气透过率OTR≤2000ml/m2d·bar、水蒸汽透过率WVTR≤100g/m2·d。与对比例1相比，实施例2中因共混了乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH），其氧气透过率和水蒸汽透过率有了明显的提升。
表2
由表2可知，由实施例4-6所得到薄膜，在堆肥条件下90天内生物降解率达到90%以上，氧气透过率OTR≤2000ml/m2d·bar、水蒸汽透过率WVTR≤100g/m2·d。与对比例2相比，实施例5中因共混了乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH），其氧气透过率和水蒸汽透过率有了明显的提升。
表3
由表3可知，由实施例7-9所得到薄膜，在堆肥条件下90天内生物降解率达到90%以上，氧气透过率OTR≤2000ml/m2d·bar、水蒸汽透过率WVTR≤100g/m2·d。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，特征在于：其制备原料包括以下质量百分比的成分：
生物降解均聚脂： 0-80%
生物降解共聚酯： 0-80%
乙烯-乙烯醇共聚物： 1-30%
淀粉： 5-60%
多元醇： 2-30%；
所述的生物降解均聚酯是由羟基脂肪酸类单体通过缩合反应或开环聚合反应得到的；
所述的生物降解共聚酯是由二元酸类单体和脂肪族二元醇通过聚合反应得到的。
2.根据权利要求1所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其特征在于：所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，在堆肥条件下90天内降解率达到90%以上；氧气透过率≤2500ml/m2d·bar，水蒸汽透过率≤150g/m2·d。
3.根据权利要求1所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其特征在于：
所述羟基脂肪酸类单体为羟基烷基酸或其环化酯衍生物中的一种以上；
所述的二元酸类单体为脂肪族二元酸及其酯化衍生物、芳香族二元酸及其酯化衍生物中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其特征在于：
所述的羟基脂肪酸类单体为羟基乙酸、α-羟基丙酸、β-羟基丁酸、羟基丁二酸、5-羟基戊酸、3-羟基己酸、5-羟基己酸、6-羟基己酸、7-羟基庚酸、3,5-二羟基庚酸、羟基辛酸、5-羟基癸酸或5-羟基十二酸中的一种以上；
所述的二元酸类单体为乙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十三碳二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二乙酸或邻苯二乙酸中的一种以上；
所述的脂肪族二元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-叔丁基-1,3-丙二醇或2,2,4-三甲基-1,6-己二醇中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其特征在于：
所述的生物降解均聚酯为聚乳酸、聚羟基乙酸、聚3-羟基丁酸、聚3-羟基 戊酸、聚3-羟基己酸、聚己内酯、聚羟基丁基酸酯或聚戊内酯中的一种以上；
所述的生物降解共聚酯为聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇共己二酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇共丁二酸酯或聚对苯二甲酸丁二醇共己二酸酯中的一种以上；
所述的乙烯-乙烯醇共聚物，其中乙烯单元摩尔含量为45%。
6.根据权利要求1所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其特征在于：所述的淀粉为来源于植物的天然淀粉，或是使用化学或物理方法将天然淀粉改性后的淀粉。
7.根据权利要求6所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其特征在于：
所述来源于植物的天然淀粉为土豆淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、大米淀粉、黑麦淀粉或小麦淀粉；
所述使用化学或物理方法将天然淀粉改性后的淀粉为酯化淀粉、阳离子淀粉、氧化淀粉或交联淀粉。
8.根据权利要求1所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜，其特征在于：所述的多元醇为甘油、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、己三醇、新戊二醇、季戊四醇、山梨醇、木糖醇的寡聚物和/或多聚物。
9.权利要求1-8任一项所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将各原料混合后经过烘干、搅拌、熔融挤出和吹膜后制得含淀粉的生物降解阻隔性薄膜。
10.权利要求1-8任一项所述的含淀粉的生物降解阻隔性薄膜在包装领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104846960A CN102977565A (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104846960A CN102977565A (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102977565A true CN102977565A (zh) | 2013-03-20 |
Family
ID=47851925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012104846960A Pending CN102977565A (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102977565A (zh) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103408791A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-11-27 | 山东汇盈新材料科技有限公司 | 快速分解生物降解塑料薄膜的方法 |
| CN103408804A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-27 | 吴江龙硕金属制品有限公司 | 一种可降解塑料 |
| CN104194289A (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-10 | 浙江渤海卫生用品有限公司 | 生物基生物分解塑料袋材料 |
| TWI510540B (zh) * | 2013-02-01 | 2015-12-01 | Tatung Co | 生物可分解性聚酯 |
| CN105246972A (zh) * | 2013-04-10 | 2016-01-13 | 生物天然包装材料研究与开发有限及两合公司 | 聚合物组合物 |
| CN106009063A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-10-12 | 安徽德琳环保发展（集团）有限公司 | 一种己内酯接枝的酯化淀粉可降解薄膜及其制备方法 |
| CN106589852A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种降解周期可调的水体降解材料及其制备方法 |
| CN107987494A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-04 | 江苏理工学院 | 一种可生物降解聚对苯二甲酸乙二醇酯共混物及其制备方法 |
| CN108586823A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-09-28 | 合肥语林装饰工程有限公司 | 一种具有高阻隔性的环保型包装膜及其制备方法 |
| CN108976484A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-12-11 | 合肥华冠包装科技有限公司 | 一种高强度可分解型环保包装盒 |
| EP3359469B1 (de) | 2016-02-01 | 2019-04-10 | Norbert Kuhl | Sauerstoffdichter lebensmittelbehälter |
| CN110181871A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-30 | 广东瑞远新材料有限公司 | 一种环保可生物降解复合软管及其制备方法 |
| CN112778714A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司 | 一种低成本可降解的多层阻隔材料的制备方法 |
| EP3783067B1 (de) | 2019-08-21 | 2022-02-16 | Lapp Engineering AG | Polymermaterial |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1560132A (zh) * | 2004-02-23 | 2005-01-05 | 陈铭通 | 不含pe、pp、ps、pvc四种成分的生物降解塑料 |
| CN101434735A (zh) * | 2007-11-13 | 2009-05-20 | 吉林师范大学 | 植物纤维增强生物降解薄膜材料及其制备方法 |
| CN101649072A (zh) * | 2009-09-22 | 2010-02-17 | 任伟 | 一种全降解生物材料及其薄膜制品 |
-
2012
- 2012-11-23 CN CN2012104846960A patent/CN102977565A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1560132A (zh) * | 2004-02-23 | 2005-01-05 | 陈铭通 | 不含pe、pp、ps、pvc四种成分的生物降解塑料 |
| CN101434735A (zh) * | 2007-11-13 | 2009-05-20 | 吉林师范大学 | 植物纤维增强生物降解薄膜材料及其制备方法 |
| CN101649072A (zh) * | 2009-09-22 | 2010-02-17 | 任伟 | 一种全降解生物材料及其薄膜制品 |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI510540B (zh) * | 2013-02-01 | 2015-12-01 | Tatung Co | 生物可分解性聚酯 |
| US10047194B2 (en) | 2013-02-01 | 2018-08-14 | Tatung Company | Biodegradable polyester |
| CN105246972A (zh) * | 2013-04-10 | 2016-01-13 | 生物天然包装材料研究与开发有限及两合公司 | 聚合物组合物 |
| US10131783B2 (en) | 2013-04-10 | 2018-11-20 | Bio-Tec Biologische Naturverpackungen Gmbh & Co. Kg | Polymer composition |
| CN103408804A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-27 | 吴江龙硕金属制品有限公司 | 一种可降解塑料 |
| CN103408791A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-11-27 | 山东汇盈新材料科技有限公司 | 快速分解生物降解塑料薄膜的方法 |
| CN103408791B (zh) * | 2013-08-08 | 2015-09-30 | 山东汇盈新材料科技有限公司 | 快速分解生物降解塑料薄膜的方法 |
| CN104194289B (zh) * | 2014-08-25 | 2016-03-30 | 浙江渤海卫生用品有限公司 | 生物基生物分解塑料袋材料 |
| CN104194289A (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-10 | 浙江渤海卫生用品有限公司 | 生物基生物分解塑料袋材料 |
| EP3597565A1 (de) | 2016-02-01 | 2020-01-22 | Martin Wassmer | Sauerstoffdichter kunststoff und daraus hergestelltes verpackungsmaterial |
| US11753536B2 (en) | 2016-02-01 | 2023-09-12 | Norbert Kuhl | Oxygen-tight plastic, and packaging material produced therefrom |
| EP3359469B1 (de) | 2016-02-01 | 2019-04-10 | Norbert Kuhl | Sauerstoffdichter lebensmittelbehälter |
| US11578200B2 (en) | 2016-02-01 | 2023-02-14 | Norbert Kuhl | Oxygen-tight food container |
| EP3411436B1 (de) | 2016-02-01 | 2019-09-18 | Norbert Kuhl | Sauerstoffdichter kunststoff, verfahren zur herstellung, verwendung und daraus hergestelltes verpackungsmaterial |
| CN106009063A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-10-12 | 安徽德琳环保发展（集团）有限公司 | 一种己内酯接枝的酯化淀粉可降解薄膜及其制备方法 |
| CN106589852A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种降解周期可调的水体降解材料及其制备方法 |
| CN107987494A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-04 | 江苏理工学院 | 一种可生物降解聚对苯二甲酸乙二醇酯共混物及其制备方法 |
| CN108586823A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-09-28 | 合肥语林装饰工程有限公司 | 一种具有高阻隔性的环保型包装膜及其制备方法 |
| CN108976484A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-12-11 | 合肥华冠包装科技有限公司 | 一种高强度可分解型环保包装盒 |
| CN110181871A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-30 | 广东瑞远新材料有限公司 | 一种环保可生物降解复合软管及其制备方法 |
| EP3783067B1 (de) | 2019-08-21 | 2022-02-16 | Lapp Engineering AG | Polymermaterial |
| CN112778714A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司 | 一种低成本可降解的多层阻隔材料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102977565A (zh) | 一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN102993656A (zh) | 一种生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和用途 | |
| CN102993654A (zh) | 一种生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN102993655A (zh) | 一种含淀粉的生物降解阻隔性薄膜及其制备方法和用途 | |
| CA2601181C (en) | Biodegradable aliphatic-aromatic polyesters | |
| Avérous et al. | Biodegradable polymers | |
| CN102070880B (zh) | 一种生物降解树脂组合物及其制品 | |
| MXPA06007106A (es) | Mezclas de polimeros con resistencia de impacto muescado mejorada. | |
| CN105153405A (zh) | 可生物降解的脂族-芳族聚酯 | |
| US11952489B2 (en) | Biologically degradable film | |
| CN104497398A (zh) | 一种可降解的塑料薄膜 | |
| WO2024247988A1 (ja) | 生分解性樹脂組成物、成形体、および積層体 | |
| US20240209204A1 (en) | Biodegradable film | |
| HK1118846B (zh) | 可生物降解的脂族-芳族聚酯 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130320 |