本發(fā)明屬于漁網(wǎng)材料，尤其涉及一種可降解漁網(wǎng)用抗菌型淀粉基裂膜纖維及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、水體生物的養(yǎng)殖和捕撈是當(dāng)前漁業(yè)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，而漁具是養(yǎng)殖業(yè)中必不可少的用品。隨著我國漁業(yè)的發(fā)展，漁具的使用量逐漸增大，而廢棄漁具對生態(tài)環(huán)境及海洋生物會產(chǎn)生不可恢復(fù)的危害，例如，廢棄漁網(wǎng)和魚線等容易纏繞海洋生物或者被海洋生物誤食導(dǎo)致其死亡。廢棄漁具長期被遺棄在海洋中也會污染海洋生態(tài)環(huán)境。此外，對海洋經(jīng)濟(jì)也會產(chǎn)生不利影響，例如，導(dǎo)致漁業(yè)資源減少，處理廢棄漁具成本增加等。
2、基于國家大力提倡的生態(tài)環(huán)保戰(zhàn)略，可降解材料的發(fā)展很好的響應(yīng)了國家號召。淀粉作為自然界中來源廣泛、成本低且綠色環(huán)保無污染的高分子原料，得到研究者的極大關(guān)注，然而，淀粉產(chǎn)品力學(xué)性能差等缺點限制了其應(yīng)用，通過添加其他高分子材料與其復(fù)配，可有效改善其缺點。此外，淀粉由于內(nèi)部分子間作用力強、親水性和結(jié)晶度高等特點，導(dǎo)致存在加工難的問題。聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯(pbat)是一種聚酯高分子，其具有優(yōu)異的力學(xué)性能，值得注意的是，pbat還具有可降解特性。在前期調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，如何提高二者的相容性是當(dāng)前需要解決的問題，此外，在性能優(yōu)化方面，通過添加納米材料可有效改變基材的力學(xué)性能和降解性能，而蒙脫土(mmt)是一種成本低且無污染的層狀納米材料，因此，作為添加劑使用是一個很好的選擇。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種可降解漁網(wǎng)用抗菌型淀粉基裂膜纖維及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明裂膜纖維的制備與傳統(tǒng)的絲加工相比，具有使用設(shè)備簡單、生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)勢，制得的裂膜纖維可用于捻線后編織漁網(wǎng)等用具，使?jié)O網(wǎng)在具有較好的力學(xué)性能的同時兼顧可降解性和抑菌性，在漁用市場中該材料可具有較好的市場競爭力。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可降解漁網(wǎng)用抗菌型淀粉基裂膜纖維的制備方法，包括以下步驟：
3、(1)層狀納米材料與胍鹽聚合物混合，得初混物；
4、(2)淀粉烘干，烘干后的淀粉、甘油、環(huán)氧基植物油和步驟(1)所得初混物混合，然后加入聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯，得預(yù)混物；
5、(3)步驟(2)所得預(yù)混物，加熱塑化，造粒，得粒料；
6、(4)步驟(3)所得粒料，吹膜，得薄膜，分割處理，得裂膜纖維。
7、優(yōu)選的，步驟(1)中所述層狀納米材料為蒙脫土；步驟(1)中所述胍鹽聚合物為聚六亞甲基胍鹽酸鹽(phmg)。
8、優(yōu)選的，步驟(2)中所述烘干的溫度為60～80℃，所述烘干的時間為5～7h。
9、優(yōu)選的，步驟(2)中所述烘干后的淀粉、甘油和環(huán)氧基植物油的質(zhì)量比為10:3:0.5；步驟(1)所述層狀納米材料的質(zhì)量占預(yù)混物質(zhì)量的0.3％；步驟(1)中所述胍鹽聚合物的質(zhì)量占預(yù)混物質(zhì)量的1％；步驟(2)所述聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯的質(zhì)量占預(yù)混物質(zhì)量的30％～50％。
10、優(yōu)選的，步驟(2)中所述淀粉為玉米淀粉；步驟(2)中所述環(huán)氧基植物油為環(huán)氧大豆油、蓖麻油和棕櫚油中的一種。
11、優(yōu)選的，步驟(3)中所述加熱塑化在雙螺桿擠出機中進(jìn)行，雙螺桿擠出機的工作溫度按照130℃、130℃、140℃、140℃、145℃、145℃、145℃、140℃、130℃、130℃設(shè)置，雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為100～140rpm。
12、優(yōu)選的，步驟(3)中所述造粒的切粒速度為180rpm。
13、優(yōu)選的，步驟(4)中所述吹膜在吹膜機中進(jìn)行吹膜機的工作溫度按照130℃、140℃、145℃、145℃、140℃、130℃設(shè)置，吹膜機的轉(zhuǎn)速為60～100rpm，吹膜機的牽引速度為3；步驟(4)中所述分割處理的寬度為4～6mm。
14、本發(fā)明還提供了所述制備方法制備所得裂膜纖維。
15、本發(fā)明還提供了所述裂膜纖維在制備可降解抗菌型漁網(wǎng)中的應(yīng)用。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果：
17、1、本發(fā)明公開了基于蒙脫土-胍鹽復(fù)合改性的可降解抗菌型淀粉基裂膜纖維的制備方法，通過材料復(fù)配的方法解決了傳統(tǒng)漁用材料抗菌性不足、力學(xué)性能差及幽靈捕撈等問題。選擇將塑化淀粉和pbat進(jìn)行復(fù)配，通過添加環(huán)氧基植物油作為交聯(lián)劑，可有效提高二者的相容性，使制備的材料具有較好的力學(xué)性能，將mmt與抗菌劑進(jìn)行混合后加入到淀粉后與pbat混合，通過熔融擠出的工藝擠出造粒，將粒料進(jìn)行擠出吹膜后便可制備得到一種可降解漁網(wǎng)用抗菌型淀粉基裂膜纖維。
18、2、本發(fā)明通過將胍鹽聚合物與蒙脫土復(fù)合，實現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)與功能協(xié)同優(yōu)化。phmg作為陽離子聚合物，通過離子交換作用插入蒙脫土層間，可以對蒙脫土的層間距進(jìn)行調(diào)控，提升蒙脫土在基體中的分散性。這一操作可實現(xiàn)層間距調(diào)控與分散性強化。此外，胍鹽聚合物通過靜電作用吸附在微生物細(xì)胞膜上，破壞其代謝活性，實現(xiàn)抑菌效果，可有效減少漁具污染。
19、3、本發(fā)明采用特定比例的材料作為吹膜原料原料，在特定溫度、時間和轉(zhuǎn)速下擠出后獲得具有可降解和抑菌功能的裂膜纖維，確保了含胍鹽聚合物和蒙脫土的淀粉基裂膜纖維的順利吹膜生產(chǎn)，大大提高了吹膜原料的流動性、可加工性與抑菌性能。
20、4、本發(fā)明在原料中添加了一定比例的胍鹽聚合物，使其具有抑菌性能；本發(fā)明通過環(huán)氧基植物油的加入，構(gòu)建了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)長期有效的抑菌效果；本發(fā)明在原料中添加淀粉和pbat，改進(jìn)了復(fù)合材料的光澤度、可加工性與擠出質(zhì)量，大大提高了淀粉基裂膜纖維的柔軟性與外觀質(zhì)量。
21、5、本發(fā)明通過優(yōu)化淀粉基裂膜纖維配比，實現(xiàn)加工性能與力學(xué)強度的平衡。首先對淀粉/甘油比例優(yōu)化，確定淀粉與甘油最佳質(zhì)量比為10:3，其次對pbat占比優(yōu)化，確定pbat占總質(zhì)量的30％～50％。其中，甘油作為增塑劑，該比例下可以在連續(xù)性吹膜的情況下保證材料具有較好的力學(xué)性能。
22、6、本發(fā)明實現(xiàn)高性能薄膜材料的連續(xù)化生產(chǎn)，對雙螺桿擠出溫度和吹膜溫度的優(yōu)化，可連續(xù)性制備得到厚度均一的薄膜。本發(fā)明保證了薄膜的規(guī)整性，降低了產(chǎn)品的變異系數(shù)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，與傳統(tǒng)單絲加工的方法相比，采用本發(fā)明所述制備方法可以簡化工藝流程，減少設(shè)備的使用，降低成本的同時降低生產(chǎn)能耗，符合當(dāng)前節(jié)能減排的政策要求，此外，該制備工藝也具有較高的生產(chǎn)效率?？傊?，本發(fā)明通過蒙脫土-胍鹽聚合物復(fù)合改性、淀粉基材料配比優(yōu)化及吹膜工藝創(chuàng)新，制備了一種可降解漁網(wǎng)用抗菌型淀粉基裂膜纖維，該制備方法用于漁用領(lǐng)域具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)價值。
1.一種可降解漁網(wǎng)用抗菌型淀粉基裂膜纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述層狀納米材料為蒙脫土；步驟(1)中所述胍鹽聚合物為聚六亞甲基胍鹽酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述烘干的溫度為60～80℃，所述烘干的時間為5～7h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述烘干后的淀粉、甘油和環(huán)氧基植物油的質(zhì)量比為10:3:0.5；步驟(1)所述層狀納米材料的質(zhì)量占預(yù)混物質(zhì)量的0.3％；步驟(1)中所述胍鹽聚合物的質(zhì)量占預(yù)混物質(zhì)量的1％；步驟(2)所述聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯的質(zhì)量占預(yù)混物質(zhì)量的30％～50％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述淀粉為玉米淀粉；步驟(2)中所述環(huán)氧基植物油為環(huán)氧大豆油、蓖麻油和棕櫚油中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述加熱塑化在雙螺桿擠出機中進(jìn)行，雙螺桿擠出機的工作溫度按照130℃、130℃、140℃、140℃、145℃、145℃、145℃、140℃、130℃、130℃設(shè)置，雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為100～140rpm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述造粒的切粒速度為180rpm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述吹膜在吹膜機中進(jìn)行吹膜機的工作溫度按照130℃、140℃、145℃、145℃、140℃、130℃設(shè)置，吹膜機的轉(zhuǎn)速為60～100rpm，吹膜機的牽引速度為3；步驟(4)中所述分割處理的寬度為4～6mm。
9.如權(quán)利要求1～8任一項所述制備方法制備所得裂膜纖維。
10.如權(quán)利要求9所述裂膜纖維在制備可降解抗菌型漁網(wǎng)中的應(yīng)用。