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一次性可降解餐具涂料的研究(上)肉药兰属

文章来源:水产农业网  |  2022-08-30

哈巴耳蕨一次性可降解餐具涂料的研究(上)

摘要:本文介绍一次性可降解快餐盒专用涂料的江户紫研究。与一般涂料相比,可降解快餐盒专用料专用于植物纤维或淀粉类快餐盒。快餐盒专用涂料的要求是:无毒、无味、成膜性好、粘接性强、耐开水、可降解等,要实现这些特定性能的要求,必须对乳液聚合过程和乳胶粒进行特殊雪光设计,同时还要考虑涂装工艺和涂料与植物纤维或淀粉类快餐盒的粘接性和上涂料后的耐水性。在满足这些基本要求的前提下,尽量降低涂料生产成本和减少每个快餐盒涂料使用量,这些因素都有利于可降解快餐盒专用涂料的推广使用。

0 引言

一次性快餐盒国内需求量为300亿只/年,聚苯乙烯泡沫快餐盒对环境造成危害,在自然状态下200年才分解,造成白色污染;燃烧时生成的二恶英会导致臭氧层的破坏,且二恶英是强烈的致癌物。国家已下令2001年全面停止聚苯乙烯泡沫快餐盒的生产和销售。近几年市场上出现了多种替代品,主要分为四类:(1)纸质容器(2)可降解塑料餐具(3)植物纤维类餐具;(4)淀粉类餐具。(3)(4)植物纤维及淀粉类餐具,可用农作物的秸秆,草本植七爪龙物,各种淀粉为原料加工而成,废弃后遇水溶胀、变形塌散,逐步被微生物降解,正好实现肥沃土壤的目的(1)(2)。

现行植物及淀粉快餐盒生产成形工艺如下(以植物快餐盒生产为例,淀粉快餐盒生产与此相似):植物纤维选料—清洗、晾干—粉碎、过筛—加入添加剂与原料混合—高压、高温(或发泡)成形—上涂料—烘干—消毒—包装。

可降解植物纤维或淀粉类快餐盒的成型工艺是:植物纤维或淀粉与淀粉类粘接剂拌合而后热压(或发泡)成型,成型物称为毛胚,毛胚遇水溶胀很快就会塌散,因此毛胚表面要上涂料后,耐水性能方可满足使用要求。

目前用于快餐盒的涂料大多来自油漆或热熔胶,这些涂料原本不是用于快餐盒的,使用过程中存在着许多问题。如:热熔胶涂装设备复杂,成本高,粘附力不够强;溶剂漆造成环境污染。

水乳液型涂料性能优异,符合环保要求,是理想的快餐盒涂料。目前充斥市场的国内外各种牌号乳胶漆都是针对内外墙装饰及普通家庭装修而设计的,不满足快餐盒生产的特殊需要。快餐盒专用涂料的要求是:无毒、无味、低粘度、高固含、成膜性好、附着力强、抗粘连、耐高温烘烤、耐开水、耐油,要实现这些特定性能的要求,必须对乳液聚合过程进行特殊设计。下面介绍乳液型快餐盒专用涂料的研究思路。

1 丙烯酸乳液快餐盒涂料产品制备

实验在800ml五口玻璃夹套反应釜中进行,超级恒温槽控制温度,精密微量泵加料,可调转速搅拌器进行搅拌,搅拌转速300rpm左右。反应温度在70℃-90℃下进行。

选用丙烯酸类、其它类多种单体进行多阶段乳液聚合,消除残余单体的气味,加入极性单体增强与快餐盒的粘合力。选用离子型与非离子型复合乳化剂,增强乳液的稳定性。所得乳液产品专供一次性植物纤维(或淀粉)餐具使用,餐具防水(100℃)达到或超过2小时,达到或超过国标GB18006.1-1999有关防水要求。

丙烯酸类单体力:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸二乙基己酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯等;其它类单体为:丙烯酰胺、顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯、二乙烯苯、二丙烯醚、二丙烯基乙二醇等;引发剂为偶氮二异丁氰、过硫酸钾、过硫酸氨、过硫酸盐-亚硫酸氢盐等;乳化剂中除常规乳化剂外,特别考虑食品中常用乳化剂:蔗糖酯、单甘酯、Span、Tween系列等。

以100%单体为基准,乳化剂用量为0%-6%,引发剂用量为0.5%-2%,缓冲剂用量为0.5%-2%,其余为去离子水。

将第一阶段单体及其它组分加入反应釜70℃-80℃下进行第一阶段种子聚合反应,单体滴加结束,反应一段时间;再滴加第二阶段单体进行第二阶段的聚合反应,最后升温至90℃反应两小时,结束实验,自然冷却出料。此后再进行专门的处理工艺。

快餐盒的涂布工艺有三种:浸渍、喷涂、旋转。

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