一种一次性塑料餐盒及其制备方法与流程

本发明涉及塑料餐盒，具体为一种一次性塑料餐盒及其制备方法。

背景技术：

1、一次性塑料餐盒作为一种方便、快捷的餐饮包装容器，广泛应用于各类餐饮场所，包括快餐店、食堂、外卖服务等。然而，一次性塑料餐盒使用的普及，给环境带来了严重的负担。首先，塑料餐盒在自然界中难以降解，长期积累会对土壤、水体造成污染。其次，塑料餐盒在生产过程中消耗的能源和产生的废弃物也会对环境造成影响。我国在可降解餐具领域起步比较晚，但是随着人们的环保意识的增强，可降解餐具的发展也逐渐受到重视。可降解塑料能在自然环境中降解，可以减少对环境的污染。因此，研究和开发环保型替代产品已成为当务之急。

2、目前市场上的一次性餐盒主要为聚丙烯基塑料餐盒、聚乳酸基餐盒、植物纤维基餐盒、以及生物秸秆餐盒几种类型。这些不同材质的餐盒因其各自特有的性质，广泛应用于食品包装领域。因此，对于一次性塑料餐盒的研究不仅关乎其性能改进，更重要的是与环境友好紧密相连。聚丙烯塑料餐盒具有一定的抗热性和抗油脂性，并且可以承受一定的压力和重量，但是直接以聚丙烯所制备的餐盒，大量使用后难降解，容易造成污染，因此要对聚丙烯材料进行改性或者加酶来促进降解，如文献qianlong tan,wentao chen,hong liu,wende yan,xiu huang,yong li.the programmed sequence-based oxygenase screeningfor polypropylene degradation.journal of hazardous materials,2024,465，133173.中采用酶法降解，发现一种对聚丙烯氧化有效的双加氧酶his1，实现了聚丙烯塑料生物降解的零突破，为降解酶的选择提供了思路。中国发明专利cn202210027352.0中提出了一种聚乳酸基餐盒，采用容易降解的聚乳酸，降解后可作为有机肥料使用，但是餐具的耐热性和保温性能不好，影响消费者使用感受。又如文献huan jiang,ge wang,fuming chen,xiaoyichen,xin wei.degradation characteristics of environment-friendly bamboo fiberlunch box buried in the soil.forests，2022,13(7),1008.中制备的植物纤维基餐盒可以生物降解，降解产物是二氧化碳和水，但是拉伸性能不佳，大大缩短了使用寿命。中国发明专利cn202110413015.0中提出了一种生物基秸秆复合材料餐具的制备方法，该发明制备的材料可以生物降解，但是在成型时添加的母料可能会产生有害物质迁移到食物中。

3、目前，针对一次性塑料餐盒的制备主要集中在性能提升、材料可降解、以及减少有害物质迁移等方面。

4、为此，提出了一种一次性塑料餐盒及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种一次性塑料餐盒及其制备方法，通过采用β环糊精对间规聚丙烯改性，提升了聚丙烯餐盒的拉伸强度；经壳聚糖改性后，对聚丙烯活性端基团起到封端作用，因此减弱热量散失，进而起到保温效果；采用无机物碳酸钙作为填充母料，避免了在成型过程中有机有毒物质的混入，减少了一次性塑料餐盒使用中的安全问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种一次性塑料餐盒的制备方法，包括，其特征在于，所述一次性塑料餐盒由以下组分按照以下质量份数组合而成：

4、聚丙烯50-80份，改性剂5-20份，催化剂0.1-2份，碳酸钙填充母料5-20份，抗紫外线助剂3-10份，消泡剂3-15份；

5、制备方法包括以下步骤：

6、首先称取聚丙烯50-80份，改性剂5-20份，以及催化剂0.1-2份加入到三口烧瓶中；在所述三口烧瓶中加入50-200ml溶剂，用玻璃棒搅拌均匀形成混合液；然后将所述混合液置于磁力搅拌器，温度为55-85℃，通氮气油浴反应3-8小时后，旋蒸除去溶剂干燥得到改性聚丙烯；

7、将所述改性聚丙烯、所述碳酸钙填充母料、所述抗紫外线助剂和所述消泡剂按配比混合均匀，形成复合物；将所述复合物通过挤出吸塑成型机注塑成快餐盒试样，制备出一次性塑料餐盒。

8、优选的，所述聚丙烯空间结构为等规聚丙烯、无规聚丙烯、间规聚丙烯之一。

9、优选的，所述改性剂为α环糊精、β环糊精、γ环糊精之一；所述改性剂环糊精的浓度为3.5-25.3g/l。

10、优选的，所述催化剂为浓硫酸与过渡金属。

11、优选的，所述溶剂为环己烷与二甲苯按照体积比为1:9-6的混合液。

12、优选的，所述聚丙烯与所述改性剂环糊精的摩尔比为1:5-8。

13、优选的，所述碳酸钙填充母料粒径为10-390nm，填充量为6-15％。

14、优选的，所述抗紫外线助剂为邻羟基苯甲酸苯酯或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

15、优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷、疏水固体颗粒、聚醚改性硅油之一。

16、一种一次性塑料餐盒，其特征在于：所述一次性塑料餐盒是由间规聚丙烯与β环糊精偶联形成的所述改性聚丙烯与所述碳酸钙填充母料、所述抗紫外线助剂和所述消泡剂混合均匀组成；所述一次性塑料餐盒通过如上所述的制备方法制备得到；所述一次性塑料餐盒其拉伸强度为45.2mpa；所述一次性塑料餐盒具有保温效果；本发明采用所述碳酸钙填充母料粒径为120nm，填充量为13％，制得的一次性塑料餐盒并没有检测到有害物质双酚a迁移；采用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮为抗紫外线助剂，聚醚改性硅油为消泡剂，所制备的一次性塑料餐盒其密度为0.92g/cm3；所述一次性塑料餐盒以聚丙烯78份，改性剂17份，催化剂1.6份，碳酸钙填充母料15份，抗紫外线助剂6份，消泡剂9份的配比制备，能实现降解，降解率达到85％。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、1、本发明采用间规聚丙烯75份，改性剂β环糊精16份，环糊精的浓度为17.2g/l，以及催化剂为浓硫酸与过渡金属铁1.8份，并加入190ml溶剂反应制备得到改性聚丙烯。通过采用空间结构排布规整的间规聚丙烯为原料，以β环糊精对其进行改性，β环糊精分子外部的氧进攻叔碳原子上的氢，发生反应，进而制备出改性聚丙烯。接着对改性聚丙烯制备的塑料餐盒的拉伸强度进行检测，其拉伸强度为45.2mpa，本实施例通过β环糊精对间规聚丙烯改性，提升了聚丙烯餐盒的拉伸强度。

19、2、本发明在制备改性聚丙烯时，溶剂为环己烷与二甲苯按照体积比为4:1形成，且聚丙烯与改性剂环糊精的摩尔比为6:1，反应时磁力搅拌温度为80℃，油浴反应7.5小时制得的改性聚丙烯材料所制备的一次性塑料餐盒，在长达1小时内，所盛放的食品模拟物油脂温度仅下降24℃，具有保温效果。这是由于聚丙烯经β环糊精改性后，对其活性端基团起到封端作用，所得到的改性聚丙烯位阻加大，空间结构更致密，导致导热效果变差，因此可以起到保温效果。

20、3、本发明采用碳酸钙填充母料粒径为120nm，填充量为13％，这样的方法制备的一次性塑料餐盒，并没有检测到有害物质双酚a迁移。采用无机物碳酸钙作为填充母料，替代了传统高分子有机物作为填充母料，能够避免一次性塑料餐盒使用中双酚a迁移到食物中。

21、4、本发明采用抗紫外线助剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，消泡剂为聚醚改性硅油，所制备的一次性塑料餐盒其密度为0.92g/cm3。密度太大，使用不便利；密度太小则是成型时产生太多气泡，成型效果不好。本发明添加聚醚改性硅油，能有效吸收原料中的水分，使得成膜更密实，可以制备得到密度适中的塑料餐盒。

22、5、本发明按照聚丙烯78份，改性剂17份，催化剂1.6份，碳酸钙填充母料15份，抗紫外线助剂6份，消泡剂9份的配比所制备的一次性塑料餐盒，可以实现良好降解，降解率达到85％，解决了一次性餐具大量使用造成的污染问题。