CN101024726A - 玉米黄粉可降解塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种玉米黄粉可降解塑料及其制备方法。其主要技术特点是利用玉米黄粉中含有大量玉米蛋白成分的特点，采用螺杆挤压机将其中蛋白进行热变性，与做为成型物骨架的天然纤维质农业废弃物复合，从而成型为具有良好机械强度及耐水性的塑料，这种塑料使用后可在自然界中自然降解，直接还原回大地。本发明有效地提高了玉米黄粉的应用范围，所制造的塑料的加工性、强度及耐水性较好，降解时间短；所设计的制备工艺科学合理，简单易用，为玉米黄粉的废物利用提供了广阔的应用空间。

Description

玉米黄粉可降解塑料及其制备方法

技术领域

本发明属于一种在食品、日用品包装及农业生产资料使用的塑料，尤其是可在使用后可以在自然环境中完全降解的玉米黄粉可降解塑料及其制备方法。

背景技术

玉米黄粉是玉米加工中的副产物，它是从淀粉乳分离蛋白质时得到黄浆水、经过滤后得到的不溶于水的蛋白质。玉米黄粉含蛋白质60％以上，有的高达70％，其余约为20％的淀粉和13％的纤维。由于玉米黄粉组成复杂，口感粗糙，水溶性差，所以在食品工业中的应用有限。当今国内主要将玉米黄粉用于饲料工业或自然排放，既浪费了宝贵的粮食资源，又造成对环境的严重污染。国内外在玉米黄粉的再利用上也还没有很好的办法，只是在生产玉米黄色素、制备氨基酸、酶解玉米蛋白制备功能肽、提取玉米醇溶蛋白等方面有一些研究及应用。因此，提高对玉米黄粉利用率不仅具有巨大的经济意义，还是保护环境的重要举措，这也是各国科学家追逐的研究点。

现在，天然物来源(淀粉、纤维、蛋白质等)生产的可降解性塑料在使用过程普遍存在的问题是机械强度差及耐水性差，特别是由于这些天然物在加工中流动性差，不容易成型，且成型物形状的自由度低，不能满足使用的要求。还有一些产品，例如聚乳酸，虽然加工性、强度及耐水性良好，在人们生活中已广泛应用，但是它在自然条件下不能被生物降解，必须经堆肥后，才能降解，降解时间长且工艺难度较大，因此聚乳酸使用后在处理上也给人们带来不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种强度高、耐水性好、降解时间短的玉米黄粉可降解塑料及采用螺杆挤压改性方式生产该塑料的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

该玉米黄粉可降解塑料，包括以下组分且各组分的重量配比为：

玉米黄粉  60～90％

自然纤维  5～20％

可塑剂    5～20％。

而且，所述的自然纤维包括豆渣或小麦或水稻谷壳或各种秸秆或食用菌培养后废弃的木屑类菌床，或其中几种之组合。

而且，所述的可塑剂为甘油或油酸。

该玉米黄粉可降解塑料的制备方法为：

(1).将自然纤维粉碎成20～48目的碎屑，并按重量配比均匀混合玉米黄粉，形成玉米黄粉-纤维混合物；

(2).按重量配比将可塑剂加入容积为其3倍的浓度为50％乙醇溶液中，搅拌均匀，调制成可塑剂-乙醇混合液，密封保存备用；

(3).将调制好的可塑剂-乙醇混合液与玉米黄粉-纤维混合物均匀混合，并将所形成的新混合物放入密闭的容器中备用；

(4).将螺杆挤压机的设定温度到70～80℃，螺杆转速控制在140rpm左右，调整进料速度50～150g/min，将新混合物投入挤压机制造母粒，将母粒装入密封的容器中备用；

(5).利用普遍使用的塑料成型机械，在设定温度100～130℃及螺杆回转转速200～220rpm/min条件下，将母粒制成各种形状的玉米黄粉可降解塑料制品。

本发明的优点和积极效果是：

1.本发明充分利用玉米淀粉加工的副产物-玉米黄粉中所含有大量玉米蛋白成分的特点，利用螺杆挤压机将其中蛋白进行热变性，并与做为成型物骨架的天然纤维质农业废弃物复合，从而成型为具有良好机械强度及耐水性的塑料，这种塑料使用后可在自然界中自然降解，直接还原回大地。

2.本发明采用纤维做为挤压成型物的骨材，甘油或油酸是可塑剂，在其作用下，使其中的玉米蛋白塑化；乙醇溶液在挤压过程中能使黄粉中的玉米蛋白溶解，并起增加流动性的作用；利用螺杆挤压技术，使其中的玉米蛋白在可塑剂的作用下，受到热、机械剪切的作用而发生热变性，并与纤维形成一个均匀的结构，由此产生良好机械强度及耐水性的塑料。

3.本发明的所用的材料全部可以完全生物降解。

4.本发明有效地提高了玉米黄粉的应用范围，所制造的塑料的加工性、强度及耐水性较好，降解时间短；所设计的制备工艺科学合理，简单易用，为玉米黄粉的废物利用提供了广阔的应用空间。

具体实施方式

下面对本发明的实施例做进一步详述：

该玉米黄粉可降解塑料，包括以下组分且各组分的重量配比为：

玉米黄粉60～90％，优选75％

自然纤维5～20％   优选15％

可塑剂  5～20％   优选10％。

上述的自然纤维包括包括豆渣或小麦或水稻谷壳或各种秸秆或食用菌培养后废弃的木屑类菌床，或其中几种之组合。

可塑剂可以采用甘油或油酸，其工作原理及用量基本相同。该甘油或者油酸为市售产品。

该玉米黄粉可降解塑料的制备方法为：

(1).将自然纤维(豆渣、小麦或水稻谷壳、各种秸秆、食用菌培养后废弃的木屑类菌床的其中一种或几种组合)粉碎，用20目和48目的筛网过筛，20目与48目之间的纤维粉碎碎屑被使用。按重量配比均匀混合玉米黄粉，形成玉米黄粉-纤维混合物；

(2).按重量配比将可塑剂(油酸或者甘油)加入容积为其3倍的浓度为50％乙醇溶液中，搅拌均匀，调制成可塑剂-乙醇混合液，密封保存备用；

(3).将调制好的可塑剂-乙醇混合液与玉米黄粉-纤维混合物均匀混合，并将所形成的新混合物放入密闭的容器中备用，以防止乙醇的挥发；

(4).由于可降解性塑料必须有良好的机械强度及耐水性，可是蛋白质虽有疏水性，但遇水膨胀，更没有强度。因此本发明采用螺杆挤压改性的办法解决上述问题，并且节省能耗又安全。其技术方案如下：将螺杆挤压机的设定温度到70～80℃，螺杆转速控制在140rpm左右，调整进料速度50～150g/min，将新混合物投入挤压机制造母粒，母粒一般为直径3mm长3mm，然后母粒装入密封的容器中备用；

(5).利用普遍使用的塑料成型机械，在设定温度100～130℃及螺杆回转转速200～220rpm/min条件下，将母粒制成各种形状的玉米黄粉可降解塑料制品。

Claims (4)

1.一种玉米黄粉可降解塑料，其特征在于：

包括以下组分且各组分的重量配比为：

玉米黄粉  60～90％

自然纤维  5～20％

可塑剂    5～20％。

2.根据权利要求1所述的玉米黄粉可降解塑料，其特征在于：所述的自然纤维包括豆渣或小麦或水稻谷壳或各种秸秆或食用菌培养后废弃的木屑类菌床，或其中几种之组合。

3.根据权利要求1所述的玉米黄粉可降解塑料，其特征在于：所述的可塑剂为甘油或油酸。

4.一种如权利要求1所述的玉米黄粉可降解塑料的制备方法，其特征在于：其制备方法为：

(1).将自然纤维粉碎成20～48目的碎屑，并按重量配比均匀混合玉米黄粉，形成玉米黄粉-纤维混合物；

(2).按重量配比将可塑剂加入容积为其3倍的浓度为50％乙醇溶液中，搅拌均匀，调制成可塑剂-乙醇混合液，密封保存备用；

(3).将调制好的可塑剂-乙醇混合液与玉米黄粉-纤维混合物均匀混合，并将所形成的新混合物放入密闭的容器中备用；

(4).将螺杆挤压机的设定温度到70～80℃，螺杆转速控制在140rpm左右，调整进料速度50～150g/min，将新混合物投入挤压机制造母粒，将母粒装入密封的容器中备用；

(5).利用普遍使用的塑料成型机械，在设定温度100～130℃及螺杆回转转速200～220rpm/min条件下，将母粒制成各种形状的玉米黄粉可降解塑料制品。