CN101205314A - 一种热塑性淀粉材料的制备方法 - Google Patents

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赫玉欣
陆昶
宋文生
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Abstract

一种热塑性淀粉材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将淀粉与塑化剂按照质量比1∶0.2～0.35的比例加入转速为1000～4000转/分钟高速混合机中混合，混合5分钟，然后将混合物密封在塑料袋中放置24小时后备用，(2)按照质量比1∶0.01～0.05的比例，将聚乙烯醇水溶液与蒙脱土在容器中于80℃温度下强烈搅拌6～10小时，然后将混合溶液密封放置24小时后备用；(3)将步骤(1)与步骤(2)制成的混合物混合均匀，然后将混合物放入双螺杆配混挤出机挤出，即制成热塑性淀粉材料，该方法具有工艺简单，产品性能高、价格低等优点。

Description

一种热塑性淀粉材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可生物降解塑料的制备方法。具体地讲涉及一种热塑性淀粉材料的制备方法。
背景技术
进入21世纪，社会的可持续发展以及所涉及的生态环境、资源、经济等方面的问题被各国政府提到了发展战略的高度。各国都相继出台了一系列很严厉的环保法规。基于社会发展和环境治理的压力，各国政府都对塑料的前期加工给予了高度重视。彻底消除“白色”污染，进行可持续性发展正在被付诸实际行动。这样就促使化工界的研究者把注意力集中到从根源上杜绝或减少废弃物的生产，即污染源的预防，而非污染后的处理。发展生物降解材料已经成为解决“白色污染”的重要途径；也是解决可持续发展与经济发展之间矛盾的重要途径。由于淀粉的来源广泛、价格低廉、可资源再生且再生周期短，被认为是众多可供选择的降解材料如脂肪族聚酯、天然聚合物及其衍生物中最具有发展前景的生物降解材料之一。传统的热塑性淀粉(TPS)在放置的过程中易老化变脆，失去使用性能。这主要是由于淀粉的重结晶造成的。因此，开发一种高性能、低成本的可生物降解热塑性淀粉的制备方法具有很重要的现实意义。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是向社会提供一种高性能、低成本可生物降解的一种热塑性淀粉材料及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种热塑性淀粉材料的制备方法，其特征是包括如下步骤：
(1)将淀粉与塑化剂按照质量比1∶0.2～0.35的比例加入转速为1000～4000转/分钟高速混合机中混合，混合5分钟，然后将混合物密封在塑料袋中放置24小时后备用；
(2)按照质量比1∶0.01～0.05的比例，将聚乙烯醇水溶液与蒙脱土在容器中于80℃温度下强烈搅拌6～10小时，然后将混合溶液密封放置24小时后备用；
(3)将步骤(1)与步骤(2)制成的混合物混合均匀，然后将混合物放入双螺杆配混挤出机中于一定的温度下挤出，即制成热塑性淀粉材料。
所述塑化剂由甘油和水制成，其质量比为1∶1～0.8的甘油和水；塑化剂也可以用丙三醇和水制成，其质量比是1∶1～0.8；所述混合物从双螺杆配混挤出机进料口至出料口的挤出温度分别为95℃～95℃～100℃～100℃～95℃；所述聚乙烯醇水溶液的浓度是10％；所述淀粉可以是玉米淀粉、小麦淀粉、燕麦淀粉、大米淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉。
由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下积极效果：
①、本发明中添加的塑化剂甘油和增韧剂聚乙烯醇可以有效的抑制淀粉的重结晶现象，在放置过程中不出现老化变脆，可有效改善传统热塑性淀粉韧性差的缺点，是一种高性能、低成本的可生物降解的热塑性淀粉材料。
②、在制备热塑性淀粉的过程中添加了蒙脱土，淀粉和蒙脱土以纳米尺度复合，可明显提高材料的阻隔性能和耐热性能，
③、在制备热塑性淀粉的过程中用聚乙烯醇插层蒙脱土，扩张蒙脱土的层间距，改善层间微环境，以增强蒙脱土和热塑性淀粉分子间的亲和性。
④、本发明在制备热塑性淀粉材料的过程中可以采用传统的塑料加工设备，不需要更新加工设备，作为热塑性淀粉材料中增韧剂的聚乙烯醇液是环境友好的材料，在土壤中可以迅速降解，所以不会对环境造成新的污染。
本发明经检验主要技术性能指标：
Figure A20061012841600041
具体实施方式
实施例1：
①选用玉米淀粉与塑化剂(即由甘油和水混合制成，甘油和水质量比为1∶1～0.8)，按照质量比1∶0.2的比例加入到高速混合机中混合，混合机的转速1000～4000转/分钟，5分钟，然后将混合物取出密封在塑料袋中放置24小时备用。
②然后再按照质量比1∶0.01～0.05的比例，选用浓度是10％聚乙烯醇水溶液与蒙脱土在容器中于80℃温度下强烈搅拌6～10小时，然后将混合溶液取出密封放置24小时后备用；
③最后将上述步骤①步骤②制成的混合物混合均匀，然后将混合物放入双螺杆配混挤出机挤出，混合物从进料口至出料口的挤出温度依次为95℃～95℃～100℃～100℃～95℃，经双螺杆配混挤出机挤出，即制得到直径为3mm左右的热塑性淀粉材料，
实施例2：
①选用小麦淀粉(或燕麦淀粉、或大米淀粉、或木薯淀粉、或马铃薯淀粉)与塑化剂(即由丙三醇和水混合制成，丙三醇和水质量比为1∶1～0.8)，按照质量比1∶0.35的比例加入到高速混合机中混合5分钟，混合机的转速1000～4000转/分钟，然后将混合物取出密封在塑料袋中放置24小时备用。
②然后再按照质量比1∶0.1的比例，选用浓度是10％聚乙烯醇水溶液与蒙脱土在容器中于80℃温度下强烈搅拌6小时，然后将混合溶液取出密封放置24小时后备用；
③最后将上述步骤①步骤②制成的混合物混合均匀，然后将混合物放入双螺杆配混挤出机挤出，混合物从进料口至出料口的挤出温度依次为95℃～95℃～100℃～100℃～95℃，经双螺杆配混挤出机挤出，即制得到直径为3mm左右的热塑性淀粉材料。

Claims (6)

1.一种热塑性淀粉材料的制备方法，其特征是包括如下步骤：
(1)将淀粉与塑化剂按照质量比1∶0.2～0.35的比例加入转速为1000～4000转/分钟高速混合机中混合，混合5分钟，然后将混合物密封在塑料袋中放置24小时后备用；
(2)按照质量比1∶0.01～0.05的比例，将聚乙烯醇水溶液与蒙脱土在容器中于80℃温度下强烈搅拌6～10小时，然后将混合溶液密封放置24小时后备用；
(3)将步骤(1)与步骤(2)制成的混合物混合均匀，然后将混合物放入双螺杆配混挤出机挤出，即制成热塑性淀粉材料。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性淀粉材料的制备方法，其特征是所述塑化剂由甘油和水制成，其质量比为1∶1～0.8的甘油和水。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性淀粉材料的制备方法，其特征是所述混合物从双螺杆配混挤出机进料口至出料口的挤出温度分别为95℃～95℃～100℃～100℃～95℃。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性淀粉材料的制备方法，其特征是所述聚乙烯醇水溶液的浓度是10％。
5.根据权利要求1所述的一种热塑性淀粉材料的制备方法，其特征是所述淀粉可以是玉米淀粉、小麦淀粉、燕麦淀粉、大米淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉。
6.根据权利要求1所述的一种热塑性淀粉材料的制备方法，其特征是所述塑化剂也可以用丙三醇和水制成，其质量比是1∶1～0.8。
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