CN102443196A - 一种辐射改性淀粉生物降解材料及其制备方法 - Google Patents
一种辐射改性淀粉生物降解材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102443196A CN102443196A CN2011103163505A CN201110316350A CN102443196A CN 102443196 A CN102443196 A CN 102443196A CN 2011103163505 A CN2011103163505 A CN 2011103163505A CN 201110316350 A CN201110316350 A CN 201110316350A CN 102443196 A CN102443196 A CN 102443196A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- starch
- preparation
- biodegradable material
- radiation
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/9258—Velocity
- B29C2948/9259—Angular velocity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/92704—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92819—Location or phase of control
- B29C2948/92857—Extrusion unit
- B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
- B29C2948/92885—Screw or gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92819—Location or phase of control
- B29C2948/92857—Extrusion unit
- B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
- B29C2948/92895—Barrel or housing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
本发明提供了一种辐射改性淀粉生物降解材料及其制备方法,所述可生物降解材料由以下重量份原料混合组成:淀粉100份,丁二酸酐5-15份,甘油5-20份、水5-10份,增塑剂5-15份;在制备所述可生物降解材料时,淀粉经20-40kGy的射线辐射改性。由于本发明的辐射改性淀粉生物降解材料是淀粉经辐照改性后进一步添加增塑剂在挤压条件下形成的,其废弃后很容易被微生物分解成二氧化碳和水,不污染环境。
Description
技术领域
本发明属于天然高分子材料领域,涉及淀粉,具体涉及一种辐照改性淀粉可生物降解材料及其制备方法,也属于环境科学技术领域。
背景技术
如今塑料以其质轻、防水、耐腐蚀、强度大等优良的性能广泛受到人们的青睐。但是随着化石塑料工业的迅速发展,其难以降解性带来的环境污染问题严重影响经济发展,也不适合可持续性发展原则。因此选用一些可降解的材料部分代替进而完全代替塑料成为当今材料学研究的热点。淀粉作为一种天然高分子聚合物,具有完全的生物降解性,在开发生物降解材料领域中具有重要的地位。由于原淀粉材料的许多性能不能满足实际应用的要求,如吸水性强、脆性、强度低等,因此,需要采取物理、化学和生物化学方法,使淀粉的结构、物理和化学性质发生改变,产生特定的性能和用途。
目前,我国生产的淀粉可降解材料多为不完全降解材料,仅仅是把淀粉作为一种填充剂或者添加型的光降解塑料,还没有较为理想的安全降解塑料的生产。
发明内容
本发明的目的就是提供一种可完全降解的辐射改性淀粉生物降解材料及其制备方法,该生物降解材料具有较好的力学性能和抗水性能、废弃后很容易被微生物分解成二氧化碳和水、具有良好的生物降解性、对环境无污染、有利于生态环境的保护、材料表面致密性和拉伸强度高、材料更加平滑有光泽、抗水性和透光率高、成本较低。
发明的目的可以通过下述技术方案来实现:
根据本发明的一方面,提供了一种辐射改性淀粉生物降解材料的制备方法,该制备方法主要包括以下步骤:
a、选用市售优质淀粉,采用冷冻干燥处理,然后过40目筛;将丁二酸酐在研钵中研磨成细末。
b、将处理过的淀粉与与丁二酸酐至于高速混合机中混合均匀,混合比例按照以下重量份分配:淀粉100份,丁二酸酐5-15份。将混合好的样品与甘油、水按照以下重量分配比混合:样品100份,甘油5-20份,水5-10份;然后倒在搅拌机中充分搅拌,使之混合均匀,直到样品搅拌至蓬松状。将混合样品保存在自封袋中,放置24小时,以供下一步辐照处理。
c、将混合过的样品置于铝箔袋中,使用真空包装机进行封口处理,然后对包装好的样品进行辐照处理,辐照剂量选用20-40Kgy。
d、向辐照过的样品中加入5%-15%的增塑剂(甘油),用搅拌机混合均匀,然后置于挤压机中进行挤压造粒处理,挤压机参数选用挤压频率为20-28Hz,喂料频率15Hz,挤压温度控制在140-160℃左右,挤压造粒制得淀粉可降解材料母料。可以对母料进行热压成型加工,测定材料力学性能和抗水性能。由于本发明的辐射改性淀粉生物降解材料是淀粉经辐照改性后进一步添加增塑剂(可降解)在挤压条件下形成的,其废弃后很容易被微生物分解成二氧化碳和水,不污染环境。
在本发明中,所述淀粉可为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉的任意一种;辐照采用的射线可为60Co或137Cs产生的γ射线、电子加速器产生的电子束或X射线。
本发明的优点是:
(1)本发明的淀粉材料,淀粉在辐照环境下,与丁二酸酐、甘油和水发生交联反应,使亲水基团数量减少,从而极大提高了材料的抗水性能,同时材料的力学性能也得到加强。在挤压前加入塑化剂,减弱淀粉分子间的作用力,提高材料料的加工性能、韧性和延展性,具有一定的实用性;
(2)本发明的淀粉材料的加工采用常规材料设备与方法,生产工艺简单,易于操作,便于连续化生产;
(3)淀粉是一种可再生的资源,与石油原料相比有着取之不尽用之不竭的优点。
(4)本发明的淀粉材料是淀粉经辐照改性后添加增塑剂(可降解)在挤压条件下形成的,其废弃后很容易被微生物分解成二氧化碳和水,不污染环境。将这种降解材料在应用上可部分代替塑料,从而缓解化石塑料大量使用带来的环境压力。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不局限于下面的实施例。
实施例1
取淀粉500g与50g丁二酸酐混合均匀,加入75g甘油和30g水搅拌均匀,放入铝箔袋中进行30KGy辐照处理,向辐照处理过的样品中加入10%的增塑剂,倒在搅拌机中充分搅拌,使之混合均匀,直到样品搅拌至蓬松状,然后进行挤压。选用挤压频率为24Hz,喂料频率15Hz,挤压温度控制在150℃左右,最终制得淀粉可降解材料母料。热压成型后测定材料性能,断裂伸长率达到162.7%,拉伸强度为3.93Mpa,吸水率为59.3%。
实施例2
取淀粉500g与25g丁二酸酐混合均匀,加入100g甘油和40g水搅拌均匀,加入铝箔袋中进行20KGy辐照处理,向辐照处理过的样品中加入5%的增塑剂,倒在搅拌机中充分搅拌,使之混合均匀,直到样品搅拌至蓬松状,然后进行挤压。选用挤压频率为26Hz,喂料频率15Hz,挤压温度控制在160℃左右,最终制得淀粉可降解材料母料.热压成型后测定材料性能,断裂伸长率达到132.1%,拉伸强度为3.16Mpa,吸水率为79.9%。
实施例3
取淀粉500g与75g丁二酸酐混合均匀,加入50g甘油和50g水搅拌均匀,放入铝箔袋中进行40KGy辐照处理,向辐照处理过的样品中加入15%的增塑剂,,倒在搅拌机中充分搅拌,使之混合均匀,直到样品搅拌至蓬松状,然后进行挤压。选用挤压频率为22Hz,喂料频率15Hz,挤压温度控制在160℃左右,最终制得淀粉可降解材料母料.热压成型后测定材料性能,断裂伸长率达到143.7%,拉伸强度为3.58Mpa,吸水率为65.2%。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种辐射改性淀粉可生物降解材料的制备方法,其特征在于:该制备方法是通过下述步骤来实现的:
a、在-35℃至-30℃内对淀粉进行冷冻干燥处理,然后过40-60目筛;
b、将处理过的淀粉与细末状丁二酸酐按照100重量份/5-15重量份的比例混合均匀;
c、将步骤b中制得的混合物与甘油、水按照100重量份/5-20重量份/5-10重量份的比例混合,然后倒在搅拌机中充分搅拌,使之混合均匀,直到搅拌至蓬松状,将混合样品保存在自封袋中,放置24小时,以供下一步辐照处理;
d、将步骤c中制得的混合样品置于铝箔袋中,使用真空包装机进行封口处理,然后对包装好的样品进行辐照处理,辐照剂量选用20-40kGy;
e、向辐照过的样品中加入5-15重量份的的增塑剂后混合均匀,然后置于挤压机中进行挤压造粒处理,挤压机参数选用挤压频率为20-28Hz,喂料频率15Hz,挤压温度控制在140-160℃左右,挤压造粒制得淀粉可降解材料母料,对母料进行热压成型加工,即得改性淀粉可生物降解材料。
2.根据权利要求1所述的辐射改性淀粉可生物降解材料的制备方法,其特征在于:所述淀粉可为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉的任意一种。
3.根据权利要求1所述的辐射改性淀粉可生物降解材料的制备方法,其特征在于:所述辐照由60Co或137Cs产生的γ射线、电子加速器产生的电子束或X射线提供。
4.根据权利要求1所述的辐射改性淀粉可生物降解材料的制备方法,其特征在于:步骤e中的增塑剂为甘油。
5.根据权利要求1至4任一项所述的辐射改性淀粉可生物降解材料的制备方法制备的可生物降解材料,其特征在于:所述可生物降解材料由以下重量份原料混合组成:淀粉100份,丁二酸酐5-15份,甘油5-20份、水5-10份,增塑剂5-15份;在制备所述可生物降解材料时,淀粉经20-40kGy的射线辐射改性。
6.根据权利要求5所述的可生物降解材料,其特征在于:所述淀粉可为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉的任意一种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011103163505A CN102443196B (zh) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | 一种辐射改性淀粉生物降解材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011103163505A CN102443196B (zh) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | 一种辐射改性淀粉生物降解材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102443196A true CN102443196A (zh) | 2012-05-09 |
CN102443196B CN102443196B (zh) | 2013-12-25 |
Family
ID=46006157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011103163505A Active CN102443196B (zh) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | 一种辐射改性淀粉生物降解材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102443196B (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103849010A (zh) * | 2014-02-23 | 2014-06-11 | 江苏省农业科学院 | 一种辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒及其薄膜 |
CN105613100A (zh) * | 2014-11-07 | 2016-06-01 | 中国农业机械化科学研究院 | 可降解生物基育苗钵、其制法、降解期调节方法及其应用 |
CN109181010A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-01-11 | 苏州洛特兰新材料科技有限公司 | 一种淀粉基降解新材料的制备方法 |
CN109674033A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-26 | 定西薯宝农科清真食品有限公司 | 一种无明矾马铃薯粉条及其制备方法 |
CN109970877A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-05 | 武汉纺织大学 | 一种高直链淀粉的制备方法 |
CN112493390A (zh) * | 2020-11-28 | 2021-03-16 | 湖南湘华华大生物科技有限公司 | 一种调味粉的辐照灭菌方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001083610A1 (fr) * | 2000-05-03 | 2001-11-08 | Universite De Reims Champagne Ardenne | Procede pour preparer un materiau a base d'amidon, ainsi que le materiau ainsi prepare |
JP2005194314A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Agri Future Joetsu Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物、これを用いた複合材及びその製造方法 |
CN101058648A (zh) * | 2007-05-28 | 2007-10-24 | 哈尔滨龙骏实业发展有限公司 | 制备复合变性淀粉型生物全降解材料的方法 |
CN101348579A (zh) * | 2008-05-27 | 2009-01-21 | 乔英杰 | 全降解可食性食品包装材料的工业化生产方法 |
-
2011
- 2011-10-18 CN CN2011103163505A patent/CN102443196B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001083610A1 (fr) * | 2000-05-03 | 2001-11-08 | Universite De Reims Champagne Ardenne | Procede pour preparer un materiau a base d'amidon, ainsi que le materiau ainsi prepare |
JP2005194314A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Agri Future Joetsu Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物、これを用いた複合材及びその製造方法 |
CN101058648A (zh) * | 2007-05-28 | 2007-10-24 | 哈尔滨龙骏实业发展有限公司 | 制备复合变性淀粉型生物全降解材料的方法 |
CN101348579A (zh) * | 2008-05-27 | 2009-01-21 | 乔英杰 | 全降解可食性食品包装材料的工业化生产方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
《农业机械》 20110918 何乐等 60Co-gamma-射线辐照对淀粉性能影响的研究 第88-90页 1-6 , 第9期 * |
何乐等: "60Co-γ-射线辐照对淀粉性能影响的研究", 《农业机械》 * |
何乐等: "辐射技术在淀粉改性材料中的应用", 《农业机械》 * |
夏凤清等: "丁二酸糯玉米淀粉酯制备以及性质的研究", 《粮食与饲料工业》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103849010A (zh) * | 2014-02-23 | 2014-06-11 | 江苏省农业科学院 | 一种辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒及其薄膜 |
CN105613100A (zh) * | 2014-11-07 | 2016-06-01 | 中国农业机械化科学研究院 | 可降解生物基育苗钵、其制法、降解期调节方法及其应用 |
CN109181010A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-01-11 | 苏州洛特兰新材料科技有限公司 | 一种淀粉基降解新材料的制备方法 |
CN109674033A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-26 | 定西薯宝农科清真食品有限公司 | 一种无明矾马铃薯粉条及其制备方法 |
CN109674033B (zh) * | 2018-12-29 | 2022-05-06 | 定西薯宝农科清真食品有限公司 | 一种无明矾马铃薯粉条及其制备方法 |
CN109970877A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-05 | 武汉纺织大学 | 一种高直链淀粉的制备方法 |
CN112493390A (zh) * | 2020-11-28 | 2021-03-16 | 湖南湘华华大生物科技有限公司 | 一种调味粉的辐照灭菌方法 |
CN112493390B (zh) * | 2020-11-28 | 2023-10-17 | 湖南湘华华大生物科技有限公司 | 一种调味粉的辐照灭菌方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102443196B (zh) | 2013-12-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102443196B (zh) | 一种辐射改性淀粉生物降解材料及其制备方法 | |
Zhang et al. | Green-composites produced from waste residue in pulp and paper industry: A sustainable way to manage industrial wastes | |
CN107216672A (zh) | 一种木塑复合材料及制备方法 | |
AU2019206096B2 (en) | Polylactic acid film modified by organic-inorganic hybrid particles and method for producing same | |
CN106192217A (zh) | 植物基生物可降解无纺布及其制造方法 | |
CN103265669B (zh) | 秸秆纤维/pbs复合材料专用增容剂的制备方法及应用 | |
CN1099399A (zh) | 一种可生物降解的含淀粉的组合物及其生产方法和用途 | |
Zhu et al. | Modification of lignin with silane coupling agent to improve the interface of poly (L-lactic) acid/lignin composites | |
CN107686567A (zh) | 一种淀粉泡沫塑料的制备方法 | |
CN107629304A (zh) | 一种生物基生态地膜及其制备方法 | |
Wang et al. | Structure-controlled lignin complex for PLA composites with outstanding antibacterial, fluorescent and photothermal conversion properties | |
CN102492198B (zh) | 一种聚烯烃环境友好复合材料的制备方法 | |
CN100999602A (zh) | 可降解二氧化碳塑料基复合材料及其制备方法 | |
KR102058394B1 (ko) | 친환경 바이오 필름 봉투의 제조방법 및 이로부터 수득된 필름 봉투 | |
CN109206727A (zh) | 一种可降解聚乙烯农用薄膜及其制备方法 | |
Zaaba et al. | Comparative study of irradiated and non-irradiated recycled polypropylene/peanut shell powder composites under the effects of natural weathering degradation | |
CN107022177A (zh) | 一种聚乳酸/淀粉/秸秆粉生物基可降解复合材料及其制备方法 | |
CN108341940A (zh) | 一种高效无凝胶的长链支化聚乳酸的制备方法 | |
CN107418169A (zh) | 可降解发泡包装材料及其制备方法 | |
Mousavi et al. | Modification of polypropylene-starch blend by eggshell nano-particle, EVA and maleic anhydride to improve biodegradability and thermal properties | |
CN106519313A (zh) | 生物全降解塑料膜及其制备方法 | |
JP2004182877A (ja) | 生分解性樹脂組成物、生分解性樹脂製品及びその製造法 | |
CN109503927A (zh) | 一种新型塑料薄膜及其制备方法 | |
Wang et al. | An approach for compatibilization of the starch with poly (lactic acid) and ethylene-vinyl acetate-glycidyl-methacrylate | |
CN114426765A (zh) | 一种生物降解塑料及其降解方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |