一种可降解生物质基吸管的材料以及制备工艺的制作方法

本发明涉及生物可降解材料的，特别是一种可降解生物质基吸管的材料以及制备工艺。

背景技术：

1、塑料包装占全球消费的30％，从可重复使用材料到一次性材料的使用增长速度越来越快。目前，超过99％的塑料包装，包括一次性吸管、塑料袋和餐具，都是由石油基聚合物制成的。这些塑料包装通常在环境中存在数百年，不仅造成了严重的环境污染，而且对人类健康构成了极大的威胁。随着塑料限购政策的出台和世界绿色化学的发展，利用可再生生物质资源开发新型可降解材料受到了广泛的关注。

2、目前，市场上出现的吸管包括纸吸管、pla吸管、蔗渣吸管、不锈钢吸管、玻璃吸管、硅胶吸管和竹吸管等，大大减少了日常生活中一次性塑料制品的使用。然而，上述吸管在生产过程中存在的诸多问题：要么所用原材料成本较高，生产工艺繁琐，对企业造成很大的资金及储存压力，例如玻璃吸管、硅胶吸管；要么机械强度不够，使用寿命较短，例如纸吸管、pla吸管；要么可降解率不高，对环境存在二次污染，例如蔗渣吸管；要么所得吸管在使用过程中遇水易软化、变散，例如纸吸管；要么不易清洁，易发霉，使用体验感较差，例如竹吸管、不锈钢吸管。上述问题极大的限制了生物质吸管的大规模生产应用。

3、稻壳是稻谷加工的主要副产品，一般加工1吨的稻谷可产生200公斤稻壳，是中国最普遍存在的农产品加工废弃物之一。中国年产稻谷2亿吨以上，产生稻壳废弃物资源可达4000多万吨。稻壳含有纤维素、半纤维素、木质素、硅化合物以及粗蛋白和粗脂肪等，是重要的生物质资源，具有很大利用价值。目前将稻壳还是主要作为燃料或者直接作为废物处理，综合利用率不足，远未得以充分使用。

4、有鉴于此，本发明人专门设计了一种可降解生物质基吸管的材料以及制备工艺。，本案由此产生。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种可降解生物质基吸管的材料以及制备工艺，拟解决现有吸管难降解、成本高、易造成环境污染及海洋生态污染等问题；具体以废弃的生物质资源稻壳和贝壳等为主要原材料，大大降低了生产成本且环境友好；同时添加了疏水剂、抗菌剂等提高生物质吸管的机械性能、疏水和抗菌性能；且该可降解生物质基吸管材料使用寿命长，不易变形，具有广泛的应用前景。本发明的技术方案如下：

2、一种可降解生物质基吸管的材料，所述可降解生物质基吸管的材料包括以下重量份数计的组分：

3、稻壳粉50-100份；

4、贝壳粉20-70份；

5、聚羟基脂肪酸酯(pha)20-60份；

6、甲壳素10-30份；

7、单宁酸5-30份；

8、十六烷基三甲氧基硅烷(hdtms)5-20份；

9、多巴胺2-10份。

10、进一步的，所述甲壳素的制备工艺如下：

11、(1)将洗净的甲壳加入盐酸溶液中，在一定温度下剧烈搅拌3-8小时；

12、(2)然后用氢氧化钠处理去除强结合蛋白；

13、(3)离心、洗涤，将悬浮液透析直至酸碱度为中性；

14、(4)将悬浮液在真空冷冻干燥机中冻干得到甲壳素。

15、进一步的，所述甲壳为海洋节肢动物的甲壳、昆虫的甲壳等，且甲壳的质量为1-20g，温度为60-120度；其中海洋节肢动物为虾、蟹、皮皮虾、龙虾中的任意一种或任意两种及以上。

16、进一步的，所述盐酸和氢氧化钠的浓度分别为1-10mol/l、2-8mol/l。

17、进一步的，所述真空冷冻干燥机的温度为零下50-80℃，冷冻时间为12-24小时。

18、进一步的，所述稻壳粉为产米过程中所产生的农废物，其平均粒径为100～2000目。

19、进一步的，所述贝壳粉的平均粒径为200～5000目。

20、本发明还提供一种可降解生物质基吸管的制备工艺，包括如下步骤：

21、(1)按比例称取稻壳粉，贝壳粉、甲壳素、单宁酸、十六烷基三甲氧基硅烷和多巴胺加入到高速混合机里混合搅拌，然后加入一定量聚羟基脂肪酸酯，继续搅拌；

22、(2)混合高速混炼机中物料粘度增加，物料温度升高后，停止混合，出料待用；

23、(3)将混合后物料倒入料桶，启动密炼机设置加热温度，倒入物料，物料经均匀密炼成胶状后直接导入挤出机，将4段模温分别设为一定温度经吸管模头挤出拉条、快速水冷到室温，待吸管定型后以热风将其风干，最后将其切成条即为一种可降解生物质基吸管，再进入uv紫外线和臭氧杀菌后进行密封包装。

24、进一步的，步骤(2)中，所述物料温度升高到60-100℃，停止混合。

25、进一步的，步骤(3)中，所述密炼机设置的加热温度设定为60-100℃，4段加热温度分别为60℃-100℃、80℃-125℃、80℃-110℃和80℃-120℃，机头出料口模温为100℃-130℃。

26、本发明具有以下有益效果：

27、(1)本发明采用主要原料为废弃生物质稻壳及贝壳粉等可降解材料，成本较低，节约资源，对环境较为友好，实现了生物废弃物循环利用；

28、(2)本发明提供的可降解生物质基吸管具有良好的机械性能和疏水性能，可以延长吸管在水中的使用时间，有效解决了吸管使用过程中遇水容易变软甚至变散的问题，优化了吸管的使用体验，有广泛的应用前景；

29、(3)本发明可解决吸管在运输、保存过程中因天气潮湿引起微生物快速生长导致的发霉等问题；本发明吸管的原材料中，多巴胺具有抑制细菌生长的作用，可以延长吸管的储存时间，提高安全性；

30、(4)本发明可以解决不可降解塑料吸管带来的环境污染问题，完全可以替代现有的大部分的吸管，具有较高的社会效益。

1.一种可降解生物质基吸管的材料，其特征在于，所述可降解生物质基吸管的材料包括以下重量份数计的组分：

2.根据权利要求1所述的一种可降解生物质基吸管的材料，其特征在于，所述甲壳素的制备工艺如下：

3.根据权利要求2所述的一种可降解生物质基吸管的材料，其特征在于，所述甲壳为海洋节肢动物的甲壳、昆虫的甲壳，且甲壳的质量为1-20g，温度为60-120度。

4.根据权利要求2所述的一种可降解生物质基吸管的材料，其特征在于，所述盐酸和氢氧化钠的浓度分别为1-10mol/l、2-8mol/l；所述真空冷冻干燥机的温度为零下50-80℃，冷冻时间为12-24小时。

5.根据权利要求1所述的一种可降解生物质基吸管的材料，其特征在于，所述稻壳粉为产米过程中所产生的农废物，其平均粒径为100～2000目。

6.根据权利要求1所述的一种可降解生物质基吸管的材料，其特征在于，所述贝壳粉的平均粒径为200～5000目。

7.一种可降解生物质基吸管的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种可降解生物质基吸管材料的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述物料温度升高到60-100℃，停止混合。

9.根据权利要求7所述的一种可降解生物质基吸管材料的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述密炼机设置的加热温度设定为60-100℃，4段加热温度分别为60℃-100℃、80℃-125℃、80℃-110℃和80℃-120℃，机头出料口模温为100℃-130℃，且得到的吸管进入uv紫外线和臭氧杀菌后进行密封包装。