在新国标的规范下，一次性全生物降解餐具的可选工艺依然很多！

生物降解材料研究院原创报道，2020年3月21日，国家标准网发布《快件航空运输信息交换规范》等2项国家标准的公告，公告中公布了GB/T 38727-2020《全生物降解物流快递运输与投递用包装塑料膜、袋》，该标准于2020年10月1日开始实施。

文件中明确了生物降解材料中的几个概念，并对生物分解率进行了规范：

新国标对生物降解产品原料的选择及组分含量进行了规范。因此，也要对众多降解产品的生产工艺进行重新筛选。接下来介绍几种可供参考的全生物降解餐具的生产工艺。

01

塑料餐具（勺子）

2017年浙江天禾生态科技有限公司的裘陆军、宓可钧等公开了一种塑料餐具（勺子）工艺的专利。

他们利用生物基的聚乳酸PLA材料与PBAT材料、PHA材料及滑石粉共混，在双螺杆机上制备得到母料，再在注塑机上注塑得到勺子产品。

原料及组分

成分	含量（%）
PLA	35%
PBAT	18%
PHA	7%
滑石粉	35%
酞酸复合材料	1%
环氧大豆油	0.9%
润滑剂	1%
抗氧剂	0.1%
增塑剂	2%

技术要求

内容创新

该项目产品是用生物基的聚乳酸PLA材料与PBAT材料、PHA材料及滑石粉共混，加少量偶联剂、增塑剂，润滑剂等助剂通过共混，在双螺杆机上制备得到母料，再在注塑机上注塑得到勺子产品。

技术创新

PLA/PBAT/PHA/滑石粉全生物降解勺子制造主要分高混、造粒、注塑，关键是高混、造粒二部分。

工艺创新

步骤一：、高混滑石粉脱水改性处理。先将滑石粉计量后放入高速热混合机中脱水，20分钟后，测定水分，控制在0.1%以下，投入酞酸复合材料改性剂，搅拌15分钟后待用；步骤二：将PLA和PBAT及PHA材料投入冷混锅中共混，与滑石粉在低温低速下共混20分钟，再依次加入润滑剂、抗氧剂，增塑剂。步骤三：将配好的物料投入到双螺杆母粒机的自动加料装置，通过喂料机双螺杆挤压混合，融熔，定量挤出，形成母粒。步骤三：在注塑机上制得PLA/PBAT/PHA/滑石粉全生物降解勺子成品后，经分检、检验成为合格品。

02

一种可生物降解餐具材料及其制备方法和应用

2020年重庆理工大学的王选伦、涂良浩、刘玲、陈师岐公开了一种全新的一次性生物可降解餐具材料制备的专利。

利用可降解材料PBS和有机纳米粘土材料，通过双螺杆挤出机共混熔融挤出注塑成一次性餐具。

原料及组分

成分	含量(W/份)
PBS	100
有机化纳米粘土	1～5

技术要求

内容

本发明的目的是提供一种可生物降解餐具材料及其制备方法和应用，其在保证PBS热性能的前提下，能够提高PBS的机械性能、加工性能和力学性能，扩大PBS的使用范围。

技术背景

PBS很容易在自然状态下被一些微生物或酶给分解、降解，最后只剩CO2 和H2O，所以PBS是一种完全生物降解高分子材料，而且非常具有代表性。PBS的熔点相较于其他可生物降解材料较高，一般在114℃左右，由于分子量和分子量分布的不同，PBS的结晶度也会不同，但通常在30％～45％之间。

工艺步骤

步骤一：称取100重量份的PBS和1～5重量份的有机化纳米粘土，置于高混机中共混1min，得到共混物料。步骤二：采用双螺杆挤出机将共混物料熔融挤出，再由切粒机造粒得到粒料；双螺杆挤出机的各区加工工艺温度为：Ⅰ区温度为90～110℃、Ⅱ区温度为100～120℃，Ⅲ区温度为105～125℃，Ⅳ区温度为105～125℃，Ⅴ～Ⅸ区温度为110～130℃，机头温度为110～130℃，共混物料温度为110～130℃。步骤三：将粒料置于双螺杆注塑机中注塑成型，注塑工艺参数为：射嘴温度120～140℃，一段温度130～150℃，二段温度130～150℃，三段温度115～135℃，四段温度20～40℃，注塑压力为10～50MPa，保压压力为10～50MPa，冷却时间为10～60s。

03

一种生物降解秸秆餐具及其加工工艺

2014年安徽职业技术学院化学工程系的胡婉玉，蒋成义发表了一种生物降解秸秆餐具及其加工工艺的文章。

他们利用秸秆和PLA)进行有机结合，生产出了一种原料低廉、生物降解速度快、产品无毒环保、性能良好的秸秆餐具或器皿，并给出了该种餐具或器皿的加工工艺。

原料及组分

成分	含量（/份）
秸秆粉	40～50
填充剂（滑石粉）	30～40
黏合剂（ PLA和淀粉混合物）	8～10
助剂 （KH-550w 型硅烷偶联剂）	0.10～0.15
水	11～18

技术要求

配方设计

餐具所使用的填料为秸秆粉，如小麦秸秆粉、玉米秸秆粉或油菜秸秆粉等。

黏合剂为PLA和淀粉混合物，两者质量比优选为( 10 ～ 15) ∶ ( 20 ～ 25) 。

填充剂为色白、安全环保且成本较低的滑石粉，助剂优选用KH-550w 型硅烷偶联剂。

工艺步骤

该秸秆餐具的加工主要采用一次热压成型的方法，包括如下步骤: 步骤一：将秸秆粉、黏合剂、填充剂、助剂和水混合并以40W搅拌电机搅拌1kg物料为例，在搅拌20～30min后，再以喷雾形式加入助剂和水搅拌15～20min，得到混合料。步骤二：将得到的混合料放入模具中进行热压成型，热压成型的具体条件为：180～200℃恒温中在30～40的压力下保压30～50s，即得到秸秆餐具。

结论

经一次热压成型得到的餐具产品原料低廉，餐具整体可自行降解为有机肥料，且降解速度快，无毒无害，安全环保。一次热压成型比常压成型得到的产品强度更高，工艺简单，可操作性高，易于推广；并且可方便得到不同尺寸、形状和厚度的餐具。根据模具的不同，采用该研究所述方法可制备各种尺寸和形状的餐具或器皿，比如盘子、碗、筷、勺子、餐盒、育苗盒等。秸秆/聚乳酸复合材料是一种新型降解材料，建议加大对此材料的研究和开发应用力度，为环保做更大的贡献。

04

其他淀粉基全生物降解餐具工艺

1、全生物降解淀粉塑料餐具

2008年江西省科学院公开了一种全生物降解淀粉塑料餐具的科技成果：

01

主要原料：淀粉塑料的淀粉含量高达60%以上，其它组分用可降解的原料取代塑料树脂，因而产品具有100%的可降解性，既能做到完全降解，又能使其在成本和出售的价格方面不高于现行塑料。

02

主要设备：挤出机、吹塑机、注塑机、吸塑机、破碎机、造粒机、冲压机、混炼机、反应锅系统、锅炉等。

2、全生物降解一次性淀粉餐具

2006年华中农业大学发表了一篇全生物降解一次性淀粉餐具的科技成果：

01

主要原料：淀粉类(玉米淀粉、红薯淀粉、魔芋等)；纤维类(油菜杆、玉米芯、稻谷壳、荷叶杆等)；壳聚糖类(虾壳、贝壳、虫壳等)。

02

主要产品：一次性餐具(碗、饭盒、杯子、筷子等)；防震包装材料(食品包装盒、家电及机电产品包装盒)；农田苗圃用具(营养钵、苗圃体)。

3、淀粉基生物降解快餐盒及餐具模压技术

2002年沈阳绿环生物降解技术开发有限公司公布了一种淀粉基生物降解快餐盒及餐具模压技术的科技成果：

01

主要原料：利用可再生资源天然高分子淀粉为基料，以微生物发酵法生物降解材料生物聚酯、生物纤维素配以可生物降解材料为添加剂经模塑成型制成生物全降解快餐具。

02

四项成果：（1）生物全降解添加剂生产工艺;（2）以淀粉为基料生产生物全降解快餐具制品配方及模塑成型工艺;（3）小型化经济化国产化模塑成型设备;（4）废品制饲料肥料工艺。

05

研究意义

可生物降解餐具材料作为一次性餐饮具的应用，使得一次性餐饮具非常容易在自然状态下被一些微生物或酶给分解、降解，最后只剩CO₂和H₂O避免了对环境造成污染。

参考来源 | 

[1]http://std.sacinfo.org.cn/gnoc/queryInfo?id=BB3DA77637D69227C9952F5242F0D49C

[2]http://ffhc034f958d7b844c969cfe4e46dd4ffa7fhw05xxuwn0ku56ncq.fffi.res.gxlib.org.cn/periodical/ahnykx201405084

[3]http://ffhc034f958d7b844c969cfe4e46dd4ffa7fhw05xxuwn0ku56ncq.fffi.res.gxlib.org.cn/patent/CN202010111013.1

[4]全生物降解淀粉塑料餐具. 江西省,江西省科学院,2008-01-01.

[5]全生物降解一次性淀粉餐具. 湖北省,华中农业大学,2006-01-01.

[6][1], 淀粉基生物降解快餐盒及餐具模压技术. 辽宁省,沈阳绿环生物降解技术开发有限公司,2002-01-01.

编辑整理 | 小将

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