植物纤维淀粉餐盒的物化性质研究

1、    植物纤维淀粉餐盒的物化性质研究    罗希 李梦珂 王承泽摘 要：植物纤维淀粉餐盒是一种新型的环保可降解餐盒。该餐盒的拉压强度与撕裂强度均大于其他环保餐盒，是一种理想的环保餐盒。通过实验测定植物纤维淀粉餐盒的物理及化学性能，其物理性能满足国家标准要求，其降解性能仍有很大的发展空间。关键词：植物纤维;淀粉;环保餐盒;生物降解1.引言随着“宅”文化在全国的流行，外卖也受到越来越多人的青睐，外卖行业的快速发展使得城市人民生活越来越便利，但同时外卖塑料餐盒与一次性的餐具给环境治理带来了不少问题。白色污染不仅影响城市风貌，更加对当地水源、土地等非生物因素造

2、成什么严重的破坏。尽管2008年国务院办公厅下发禁塑令，在一定程度上对白色污染起到了治理效果。然而想要从根源上解决白色污染，研发推广新型环保餐盒是必由之路。当前我国市面上主要流行的较为环保的是淋膜纸餐盒、铝箔餐盒与植物纤维淀粉餐盒。淋膜纸餐盒虽然成本低廉，但由于运输途中无法避免汤油渗漏，而铝箔餐盒成本高，抗拉压性能较差，两种餐盒在市场上的竞争力不敌pp5塑料餐盒。植物纤维淀粉餐盒在国内外报道较少，从而很少受到国内生产者的青睐。植物纤维淀粉餐盒具有原料可再生、环境污染小、可降解、生产成本低的特点，是塑料餐盒的理想替代品。2.植物纤维淀粉餐盒简介2.1 制造材料植物纤维淀粉餐盒主要原料为植物纤维、

3、淀粉以及其他添加剂。植物纤维来源广泛，可以取自秸秆，稻草，蔗渣等，淀粉可取自土豆或玉米。其他添加剂诸如二氧化碳树脂，碳酸钙，甘油，eva（乙烯-醋酸乙烯共聚物），dop（邻苯二甲酸二辛酯）等用于餐盒制作的辅助材料。制作器材为st-60x20c塑料挤出机，捏合机，吸塑机，均由上海第一橡胶机械厂生产。2.2 制作过程取植物纤维20%，淀粉30%，碳酸钙及其他添加剂，期中二氧化碳树脂与eva配比为3：1较为合适。在捏合机中混合10 min，再在单螺杆挤出机中塑化挤出。温度控制在180，转速为3060 r/min，挤出造粒，然后在150压片机上压片，最后通过吸塑机吸塑成盒。2.3 降解原理对于高分子材

4、料的降解，一般认为有两个过程。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量<500的小分子量的化合物（有机酸、酯等）;然后，降解的生成物被微生物摄入体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。降解除了有以上生物化学作用外，还有生物物理作用，即微生物侵蚀聚合物后，由于细胞的增大，致使高分子材料发生机械性破坏。因此，生物降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。3.物化性能对比3.1 植物纤维淀粉餐盒物理性能3.1.1 实验方法力学强度测定。按gbl039-79指示，用

5、电子万能试验机测试餐盒的拉伸强度、伸长率e及撕裂强度。3.1.2 实验结果分析从表1可见，植物纤维淀粉餐盒的各项指标符合国家标准。从表2可见。植物淀粉餐盒的拉伸强度和撕裂强度均大于淋膜纸餐盒与铝箔餐盒。淋膜纸餐盒抗拉伸条件价差。铝箔餐盒虽然拉伸强度与撕裂强度都与植物淀粉餐盒相差不大，但是其强度条件远落后于植物纤维淀粉餐盒。3.2 植物纤维淀粉餐盒降解性能3.2.1 实验方法为研究植物纤维淀粉餐盒与其他几种环保餐盒在降解性能异同，我们用质量损失率d=（m0-mt）/mt * 100% 来表示餐盒的降解性能。具体的实验方法：实验前记录下该种餐盒的初始质量m0，在餐盒自然放置在土壤环境条件下每七天测

6、量一次餐盒的质量mt，实验周期为28天。实验结果如表3：3.2.2 实验结果分析植物纤维淀粉餐盒在28天后的质量损失率约为35.62%。植物纤维淀粉餐盒的降解虽然一开始很慢，但是到第三周开始加快。据此推测在第五至六周，植物纖维淀粉餐盒依然在降解。根据相关资料显示，植物纤维淀粉材料的质量损失率可达41.59%，因此该品种的餐盒降解仍有很大的发展空间。淋膜纸餐盒的质量损失主要来源与纸被微生物的腐蚀，但是其降解速度较慢。铝箔餐盒基本不降解。4.结论（1）用植物纤维和淀粉生产生物可降解餐盒在成本上、加工环境上，力学性能能上都优于淋膜纸和铝箔餐盒。在制备餐盒时，纤维素起了很大的作用，提高了餐盒的伸长率和抗撕裂强度。（2）植物纤维淀粉餐盒的质量损失率理论上可达41.59%，剩余的碳酸钙材料不会对环境产生破坏，是一种理想的环保型餐盒。（3）植物纤维淀粉餐盒开始降解速度慢，后来降解速度快，原因是eva的降解比其他树脂降解慢。植物纤维淀粉餐盒的降解性能仍有很大的发展空间。参考文献1郭安福，李剑峰，李方义，等.植物纤维淀粉餐盒的降解性能研究j.功能材料，2009，40（11）：1929-1932.doi：10.3321/j.issn：1001-9731.2009.11.047.2王宁，马涛.玉米全粉生物可降解塑料餐盒的制备及性能研究j.安徽农业科学，2007，35（