[發明專利]一種高強度可降解包裝紙及其制備方法

在審

• 申請號: 202110388802.4
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112941950A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 汪秀英
• 申請（專利權）人: 長沙三思新材料科技有限公司
• 主分類號: D21D1/02
• 分類號: D21D1/02;D21F1/00;D21F5/00;D21G1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及包裝材料領域，公開了一種高強度可降解包裝紙及其制備方法。該包裝紙包括以下原料：針葉木漿、闊葉木漿、改性聚酯酰胺短纖維、輔料；所述改性聚酯酰胺為端羧基上接枝有低聚麥芽糖的聚酯酰胺；所述聚酯酰胺由己內酰胺、二元醇、二元羧酸、多元羧酸共聚形成，所述己內酰胺、二元醇中的羥基、二元羧酸中的羧基、多元羧酸中的羧基之間的摩爾比為1:1.5?2.5:2.0?2.5:1.0?1.5。本發明采用改性聚酯酰胺短纖維作為增強劑，能使包裝紙在使用過程中保持較高的強度，同時，能使其在被填埋后具有較好的可生物降解性。

技術領域

本發明涉及包裝材料領域，尤其涉及一種高強度可降解包裝紙及其制備方法。

背景技術

隨著整個國際市場對包裝物環保性要求的日益提高，以木纖維等天然纖維為原料制成的紙類包裝材料由于具有可再生性、可循環利用、易降解等優點，使用率不斷增加。不過，以天然纖維制作包裝材料，雖然在環保方面具有較大的優勢，且原料來源廣泛、成本低廉，但往往存在紙張的機械強度較低的問題，而在其中添加聚酯、聚酯酰胺、聚丙烯酰胺等化學纖維，能夠提高紙張強度，但同時，化學纖維也存在生物降解性較差的問題，易在紙張廢棄后造成環境污染。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高強度可降解包裝紙及其制備方法。本發明采用改性聚酯酰胺短纖維作為增強劑，能使包裝紙在使用過程中保持較高的強度，同時，能使其在被填埋后具有較好的可生物降解性。

本發明的具體技術方案為：

一種高強度可降解包裝紙，包括以下原料：針葉木漿、闊葉木漿、改性聚酯酰胺短纖維、輔料；所述改性聚酯酰胺為端羧基上接枝有低聚麥芽糖的聚酯酰胺；所述聚酯酰胺由己內酰胺、二元醇、二元羧酸、多元羧酸共聚形成，所述己內酰胺、二元醇中的羥基、二元羧酸中的羧基、多元羧酸中的羧基之間的摩爾比為1:1.5-2.5:2.0-2.5:1.0-1.5。

本發明首先在包裝紙原料用引入高強度的改性聚酯酰胺短纖維與木漿中的纖維素發生交聯，可有效增強紙張的機械強度。

進一步地，本發明在聚酯酰胺的端羧基上接枝低聚麥芽糖，能夠防止羧基催化酯鍵和酰胺鍵降解，從而使改性聚酯酰胺短纖維在包裝紙正常使用過程中不易發生降解，使包裝紙能夠保持較高的強度。而當包裝紙廢棄后，與土壤接觸，在大量繁殖的微生物和聚酯酰胺中端羧基的催化作用下，改性聚酯酰胺短纖維能快速降解，具體機制包括以下兩方面：

①大部分微生物都能產生α-淀粉酶，其能催化改性聚酯酰胺短纖維中的低聚麥芽糖鏈段中的α(1→4)糖苷鍵，產生易被微生物利用的葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖等單糖和寡糖，為微生物的生長繁殖提供能量，促進包裝紙的降解。

②由于糖基具有較強的親水性，故在大量微生物的作用下，聚酯酰胺中的端羧基與氨基葡糖之間的酰胺鍵易被降解而釋放端羧基。而本發明的聚酯酰胺中由于引入了多元羧酸單體，能夠提高聚酯酰胺的支化程度，同時對各單體的相對用量進行控制，因而聚酯酰胺中具有較多的端羧基。當這些端羧基被釋放后，能對酯鍵和酰胺鍵的降解起到催化作用，從而促進聚酯酰胺的降解。

作為優選，所述二元醇為乙二醇、丙二醇、丁二酸、戊二醇、己二醇中的一種或多種；所述二元羧酸為乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸中的一種或多種；所述多元羧酸為1,3,5-三羧基戊烷、均苯四甲酸、丁烷四羧酸中的一種或多種。

作為優選，所述包裝紙按重量份計，包括以下原料：針葉木漿50-60份，闊葉木漿20-30份，改性聚酯酰胺短纖維15-25份，輔料0.5-1.0份。

作為優選，所述改性聚酯酰胺短纖維的細度為0.1-0.5dtex，長度為1-5mm。

作為優選，所述輔料按重量份計，包括以下成分：硫酸鋁0.5-1.0份，碳酸鈣3-10份。

作為優選，所述改性聚酯酰胺短纖維的制備包括以下步驟：