植物纤维淀粉餐盒的物化性质研究

2019-10-21罗希李梦珂王承泽

大东方 2019年9期

关键词：淀粉

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、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30～60 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。