CN101058648A - 制备复合变性淀粉型生物全降解材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种制备复合变性淀粉型生物全降解材料的方法。将淀粉和占淀粉干基质量的50％－90％的醋酸酐置于反应器中，用辐照功率为100－500W的微波照射处理1－9min后反应得到酯化淀粉，将酯化淀粉经交联后得到的复合变性淀粉，将复合变性淀粉与助剂合成制得可完全生物降解的材料。本发明于利用微波的方法制备复合变性淀粉，提高了制备变性淀粉的速率，同时通过复合变性的方法提高了淀粉与助剂共混的相容性；且制备的复合变性淀粉型生物全降解材料的拉伸强度和伸长率较好，并且具有良好的耐水性能。本发明制备出的聚合物具有良好的机械性能及成型加工性能，可以取代部分包装物，并且可以完全生物降解，避免造成环境污染。
Description
(一)技术领域
本发明涉及的是一种塑料的生产方法，具体地说是一种以淀粉为原料生产可降解塑料的方法。
(二)背景技术
塑料垃圾已成为污染人类生活环境的重要因素，为解决此类环境污染，人们在广泛寻找能够自然降解的塑料制品，因此，降解塑料应运而生。目前适于使用降解塑料的包装、农用制品及一次性塑料用品约占塑料总产量的30％，全世界降解塑料市场估计为4000万吨，我国则为300万吨，因而都希望尽快找到能够完全降解塑料的生产方法。目前以原淀粉为原料制备可完全生物降解塑料的方法已有众多报道，但其中所用原淀粉存在耐水性差、相容性差等问题，而制备变性淀粉一般则存在传统制备工艺上的反应速度慢、受热不均匀等问题。
微波是频率300MHz-300GHz范围的电磁波，其高频对极性介质进行作用，由于微波频率与化学基团的旋转振动频率接近，因此可以使分子构象发生改变，活化某些基团，而对大分子链无损伤，大大加快反应速度。与传统方法相比较，微波技术表现出节省能源和时间、减少有机溶剂使用、简化操作程序，并具有提高加热速率和显著降低化学反应生产的废弃物给环境造成的危害等优点。目前微波辐射技术在淀粉改性上的应用成为近期国内外研究热点。
专利申请号为200510094853.7的专利申请文件中公开的名称为“微波法酸解与酯化改性复合变性淀粉的制备方法和应用”，专利申请号为89107080.X的专利申请文件中公开的名称为“微波干法制备阳离子淀粉”等，都是利用微波对淀粉进行改性处理。但是他们都没有达到能够得到可降解塑料的目的。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种可提高制备变性淀粉的速率，提高淀粉与助剂共混的相容性，制备的复合变性淀粉型生物全降解材料的拉伸强度和伸长率较好、并且具有良好的耐水性能的制备复合变性淀粉型生物全降解材料的方法。
本发明的目的是这样实现的：将淀粉和占淀粉干基质量的50％-90％的醋酸酐置于反应器中，用辐照功率为100-500W的微波照射处理1-9min后反应得到酯化淀粉，将酯化淀粉经交联后得到的复合变性淀粉，将复合变性淀粉与助剂合成制得可完全生物降解的材料。
本发明还可以包括这样一些特征：
1、所述的助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、乙二醇、丙三醇、山梨醇中的一种或它们之间两种或两种以上的任意混合物。
本发明于利用微波的方法制备复合变性淀粉，提高了制备变性淀粉的速率，同时通过复合变性的方法提高了淀粉与助剂共混的相容性；且制备的复合变性淀粉型生物全降解材料的拉伸强度和伸长率较好，并且具有良好的耐水性能。本发明制备出的聚合物具有良好的机械性能及成型加工性能，可以取代部分包装物，并且可以完全生物降解，避免造成环境污染。
(四)具体实施方式
下面举例对本发明做更详细地描述：
以下各实施例中所用的助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、乙二醇、丙三醇、山梨醇中的一种或它们之间两种或两种以上的任意混合物。所用的交联剂为环氧丙烷、乙二醛、偏磷酸钠中的一种或它们之间两种或两种以上的任意混合物。
实施例1：
将20g淀粉和醋酸酐(淀粉干基质量的80％)置于反应器中，其中，微波辐照功率为90W，加水量为2ml，在7min后结束反应得到酯化淀粉。加入交联剂(淀粉干基质量的0.10％)反应完成后与适量的助剂合成制得全降解材料。经复合变性后材料的拉伸强度大于13.52MPa，伸长率大于106％。
实施例2：
将20g淀粉和醋酸酐(淀粉干基质量的90％)置于反应器中，其中，微波辐照功率为90W，加水量为4ml，在5min后结束反应得到酯化淀粉。加入交联剂(淀粉干基质量的0.20％)反应完成后与适量的助剂合成制得全降解材料。经复合变性后材料的拉伸强度大于17.06MPa，伸长率大于108％。
实施例3：
将20g淀粉和醋酸酐(淀粉干基质量的80％)置于反应器中，其中，微波辐照功率为100W，加水量为2ml，在5min后结束反应得到酯化淀粉。加入交联剂(淀粉干基质量的0.15％)反应完成后与适量的助剂合成制得全降解材料。经复合变性后材料的机械性能如表1所示。
表1：复合变性淀粉型生物全降解材料的典型力学性能
| 项目 | 复合变性淀粉型生物全降解材料 |
| 拉伸强度(MPa) | ＞19.63 |
| 伸长率(％) | ＞119 |
Claims (2)
1、制备复合变性淀粉型生物全降解材料的方法，其特征是：将淀粉和占淀粉干基质量的50％-90％的醋酸酐置于反应器中，用辐照功率为100-500W的微波照射处理1-9min后反应得到酯化淀粉，将酯化淀粉经交联后得到的复合变性淀粉，将复合变性淀粉与助剂合成制得可完全生物降解的材料。
2、根据权利要求1所述的制备复合变性淀粉型生物全降解材料的方法，其特征是：所述的助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、乙二醇、丙三醇、山梨醇中的一种或它们之间两种或两种以上的任意混合物。
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2007
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