CN102585299A

CN102585299A - 一种淀粉基生物全降解塑料及其制备方法

Info

Publication number: CN102585299A
Application number: CN2011104553679A
Authority: CN
Inventors: 钟润王
Original assignee: GUANGDONG ZHONGTAIRUN BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG ZHONGTAIRUN BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种淀粉基生物全降解塑料及其制备方法，其在每100重量份数淀粉中加入0.05-0.10重量份数的复合生物催化剂、5-10重量份数的复合增塑剂、5-20重量份数的聚丁二酸丁二醇酯，本发明是对天然淀粉进行生物化学处理，改变淀粉的结构，为微黄白色透明颗粒，符合塑料的一般性能，可以挤塑、注塑和吹塑，添加的其它组分能完全降解，入土30天即可达到100％的降解效果；本发明全淀粉生物全降解塑料相对于一般淀粉具有良好的成膜性和强度，具备热塑加工性，有很好的疏水性，符合塑料的一般性能，可用于制备一次性生活用品、包装物、农业用薄膜、一次性医疗用品等，成本低。

Description

一种淀粉基生物全降解塑料及其制备方法

技术领域：

本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种淀粉基生物全降解塑料及其制备方法。

背景技术：

塑料作为人工合成的高分子材料，由于它具有良好的成型、成膜性、绝缘性、耐酸碱、耐腐蚀性、低透气、透水性以及易于着色、外观鲜艳等特点，广泛用于家电产品、汽车、家具、包装用品、农用薄膜等许多方面。随着现阶段电子产品更新换代越来越快，地球上每年被消费者淘汰的电子产品数以百万计。人们享受塑料带来方便的同时，却因滥用给环境带来了难以挽回的灾难。居高不下的石油价格，正在制约着塑料行业的发展，越来越多废弃的传统塑料，也在挑战人们日益增强的环保理念。发展生物质降解塑料被认为是解决以上问题的重要途径。

众多研究结果表明，早期发展的淀粉含量在10％～30％的填充型淀粉塑料，能降解的仅仅是其中的淀粉部分，其余部分要达到完全降解则需要上百年，基本已停止生产；随后开发出了对原淀粉进行物理或化学改性处理后再与树脂接枝共混的接枝共聚型淀粉塑料，这种淀粉基塑料曾风靡一时，但这种淀粉塑料含淀粉50％-60％，在加工和应用性能上仍不理想，而价格比现行塑料贵2倍左右，成本高，发展受到限制。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种具有热塑性、能够完全降解、成本低的淀粉基生物全降解塑料，同时还提供这种淀粉基生物全降解塑料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种淀粉基生物全降解塑料，它包括以下重量份的原料：

所述复合生物催化剂由以下重量份的原料混合组成：

淀粉酶 2-3

异淀粉酶 1-2。

所述复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：

所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、豌豆淀粉、小麦淀粉中的任一种。

本发明还公开一种淀粉基生物全降解塑料的制备方法，它包括有以下步骤：

A、直链淀粉制备：

A1、将淀粉粉碎后加入反应罐中；

A2、按照每100重量份数淀粉中加入200-300重量份数的水；

A3、按照每100重量份数淀粉中加入0.05-0.10重量份数的复合生物催化剂，混合均匀；

A4、升温50-60℃，反应1-3小时，经过滤、干燥后得到直链淀粉；

B、淀粉基生物全降解塑料母粒制备：

B1、在100重量份数直链淀粉中加入5-10重量份数的复合增塑剂和5-20重量份数的聚丁二酸丁二醇酯，混合均匀；

B2、在双螺杆挤出机上挤出造粒，得到淀粉基生物全降解塑料母粒。

所述复合生物催化剂由以下重量份的原料混合组成：

淀粉酶 2-3

异淀粉酶 1-2。

所述复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：

步骤A1中所述淀粉粉碎至5000-8000目。

步骤B2中所述双螺杆挤出机温度设置为：第一区120℃、第二区130℃、第三区140℃、第四区130℃、第一区125℃、第六区120℃。

本发明有益效果在于：本发明在每100重量份数淀粉中加入0.05-0.10重量份数的复合生物催化剂、5-10重量份数的复合增塑剂、5-20重量份数的聚丁二酸丁二醇酯，本发明是对天然淀粉进行生物化学处理，改变淀粉的结构，与现有的淀粉基塑料相比具有以下优点：

(1)、本发明淀粉基生物全降解塑料，为微黄白色透明颗粒，符合塑料的一般性能，可以挤塑、注塑和吹塑，添加的其它组分能完全降解，入土30天即可达到100％的降解效果；

(2)、本发明全淀粉生物全降解塑料相对于一般淀粉具有良好的成膜性和强度，具备热塑加工性，吹制成0.02mm的薄膜，其拉伸强度≥15Mpa，断裂伸长率≥360，有很好的疏水性，符合塑料的一般性能，可用于制备一次性生活用品、包装物(包括食品、仪器、化妆品)、农业用薄膜、一次性医疗用品等。

(3)、本发明全淀粉生物全降解塑料成本低，成本与石油塑料相近。

具体实施方式：

实施例1

本发明全淀粉生物全降解塑料包括以下重量份的原料：玉米淀粉100公斤、复合生物催化剂0.05公斤、复合增塑剂8公斤、聚丁二酸丁二醇酯5公斤。其中复合生物催化剂是为了淀粉分子结构直链化以增加直链淀粉，由以下重量份的原料混合组成：淀粉酶0.03公斤、异淀粉酶0.02公斤。复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：甘油3公斤、甲酰胺2公斤、纳米二氧化硅1公斤、山梨醇2公斤，混合均匀。

上述淀粉生物全降解塑料的制备方法如下：

1、直链淀粉制备：

将100公斤玉米淀粉粉碎至5000-8000目后加入反应罐中，然后加入200公斤的水，再加入0.05公斤的复合生物催化剂，混合均匀后，升温50℃，反应1小时，经过滤、干燥得到直链淀粉85公斤。

2、淀粉基生物全降解塑料母粒制备：

在85公斤重量份数直链淀粉中加入8公斤的复合增塑剂和5公斤聚丁二酸丁二醇酯，混合均匀后，在双螺杆挤出机上挤出造粒，得到淀粉基生物全降解塑料母粒95公斤。其中双螺杆挤出机温度设置为：第一区120℃、第二区130℃、第三区140℃、第四区130℃、第一区125℃、第六区120℃。

实施例2

本发明全淀粉生物全降解塑料包括以下重量份的原料：木薯淀粉200公斤、复合生物催化剂0.12公斤、复合增塑剂10公斤、聚丁二酸丁二醇酯10公斤。其中复合生物催化剂由以下重量份的原料混合组成：淀粉酶0.08公斤、异淀粉酶0.04公斤。复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：甘油3公斤、甲酰胺2公斤、纳米二氧化硅3公斤、山梨醇2公斤，混合均匀。

上述淀粉生物全降解塑料的制备方法如下：

1、直链淀粉制备：

将200公斤木薯淀粉粉碎至5000-8000目后加入反应罐中，然后加入500公斤的水，再加入0.12公斤的复合生物催化剂，混合均匀后，升温55℃，反应1.5小时，经过滤、干燥得到直链淀粉182公斤。

2、淀粉基生物全降解塑料母粒制备：

在182公斤重量份数直链淀粉中加入10公斤的复合增塑剂和10公斤聚丁二酸丁二醇酯，混合均匀后，在双螺杆挤出机上挤出造粒，得到淀粉基生物全降解塑料母粒200公斤。其中双螺杆挤出机温度设置为：第一区115℃、第二区130℃、第三区130℃、第四区130℃、第五区120℃、第六区110℃。

实施例3

本发明全淀粉生物全降解塑料包括以下重量份的原料：马铃薯淀粉300公斤、复合生物催化剂0.3公斤、复合增塑剂18公斤、聚丁二酸丁二醇酯22公斤。其中复合生物催化剂由以下重量份的原料混合组成：淀粉酶0.1公斤、异淀粉酶0.2公斤。复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：甘油6公斤、甲酰胺5公斤、纳米二氧化硅3公斤、山梨醇4公斤，混合均匀。

上述淀粉生物全降解塑料的制备方法如下：

1、直链淀粉制备：

将300公斤马铃薯淀粉粉碎至5000-8000目后加入反应罐中，然后加入600公斤的水，再加入0.3公斤的复合生物催化剂，混合均匀后，升温55℃，反应1小时，经过滤、干燥得到直链淀粉285公斤。

2、淀粉基生物全降解塑料母粒制备：

在285公斤重量份数直链淀粉中加入18公斤的复合增塑剂和22公斤聚丁二酸丁二醇酯，混合均匀后，在双螺杆挤出机上挤出造粒，得到淀粉基生物全降解塑料母粒320公斤。其中双螺杆挤出机温度设置为：第一区120℃、第二区130℃、第三区140℃、第四区130℃、第一区125℃、第六区120℃。

实施例4

本发明全淀粉生物全降解塑料包括以下重量份的原料：豌豆淀粉200公斤、复合生物催化剂0.2公斤、复合增塑剂10公斤、聚丁二酸丁二醇酯10公斤。其中复合生物催化剂由以下重量份的原料混合组成：淀粉酶0.12公斤、异淀粉酶0.08公斤。复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：甘油5公斤、甲酰胺2公斤、纳米二氧化硅1公斤、山梨醇2公斤，混合均匀。

上述淀粉生物全降解塑料的制备方法如下：

1、直链淀粉制备：

将200公斤豌豆淀粉粉碎至5000-8000目后加入反应罐中，然后加入500公斤的水，再加入0.2公斤的复合生物催化剂，混合均匀后，升温55℃，反应1小时，经过滤、干燥得到直链淀粉190公斤。

2、淀粉基生物全降解塑料母粒制备：

在190公斤重量份数直链淀粉中加入10公斤的复合增塑剂和10公斤聚丁二酸丁二醇酯，混合均匀后，在双螺杆挤出机上挤出造粒，得到淀粉基生物全降解塑料母粒216公斤。其中双螺杆挤出机温度设置为：第一区120℃、第二区130℃、第三区140℃、第四区130℃、第一区125℃、第六区120℃。

实施例5

本发明全淀粉生物全降解塑料包括以下重量份的原料：小麦淀粉150公斤、复合生物催化剂0.12公斤、复合增塑剂10公斤、聚丁二酸丁二醇酯10公斤。其中复合生物催化剂由以下重量份的原料混合组成：淀粉酶0.072公斤、异淀粉酶0.048公斤。复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：甘油6.4公斤、甲酰胺4.8公斤、纳米二氧化硅1.6公斤、山梨醇3.2公斤，混合均匀。

上述淀粉生物全降解塑料的制备方法如下：

1、直链淀粉制备：

将150公斤小麦淀粉粉碎至5000-8000目后加入反应罐中，然后加入600公斤的水，再加入0.12公斤的复合生物催化剂，混合均匀后，升温60℃，反应1小时，经过滤、干燥得到直链淀粉141公斤。

2、淀粉基生物全降解塑料母粒制备：

在141公斤重量份数直链淀粉中加入16公斤的复合增塑剂和10公斤聚丁二酸丁二醇酯，混合均匀后，在双螺杆挤出机上挤出造粒，得到淀粉基生物全降解塑料母粒165公斤。其中双螺杆挤出机温度设置为：第一区120℃、第二区130℃、第三区140℃、第四区130℃、第一区125℃、第六区120℃。

实施例6

本发明全淀粉生物全降解塑料包括以下重量份的原料：大米淀粉250公斤、复合生物催化剂0.25公斤、复合增塑剂24公斤、聚丁二酸丁二醇酯15公斤。其中复合生物催化剂由以下重量份的原料混合组成：淀粉酶0.15公斤、异淀粉酶0.10公斤。复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：甘油7.2公斤、甲酰胺7.2公斤、纳米二氧化硅4.8公斤、山梨醇4.8公斤，混合均匀。

上述淀粉生物全降解塑料的制备方法如下：

1、直链淀粉制备：

将250公斤大米淀粉粉碎至5000-8000目后加入反应罐中，然后加入700公斤的水，再加入0.25公斤的复合生物催化剂，混合均匀后，升温50℃，反应1小时，经过滤、干燥得到直链淀粉237公斤。

2、淀粉基生物全降解塑料母粒制备：

在237公斤重量份数直链淀粉中加入24公斤的复合增塑剂和15公斤聚丁二酸丁二醇酯，混合均匀后，在双螺杆挤出机上挤出造粒，得到淀粉基生物全降解塑料母粒272公斤。其中双螺杆挤出机温度设置为：第一区120℃、第二区130℃、第三区140℃、第四区130℃、第一区125℃、第六区120℃。

当然，以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims

1.一种淀粉基生物全降解塑料，其特征在于，它包括以下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的一种淀粉基生物全降解塑料，其特征在于，所述复合生物催化剂由以下重量份的原料混合组成：

淀粉酶 2-3

异淀粉酶 1-2。

3.根据权利要求1所述的一种淀粉基生物全降解塑料，其特征在于，所述复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种淀粉基生物全降解塑料，其特征在于：所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、豌豆淀粉、小麦淀粉中的任一种。

5.一种淀粉基生物全降解塑料的制备方法，其特征在于，它包括有以下步骤：

A、直链淀粉制备：

A1、将淀粉粉碎后加入反应罐中；

A2、按照每100重量份数淀粉中加入200-300重量份数的水；

B、淀粉基生物全降解塑料母粒制备：

6.根据权利要求5所述的一种淀粉基生物全降解塑料，其特征在于，所述复合生物催化剂由以下重量份的原料混合组成：

淀粉酶 2-3

异淀粉酶 1-2。

7.根据权利要求5所述的一种淀粉基生物全降解塑料，其特征在于，所述复合增塑剂由以下重量份的原料混合组成：

8.根据权利要求5所述的一种淀粉基生物全降解塑料，其特征在于：所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、豌豆淀粉、小麦淀粉中的任一种。

9.根据权利要求5所述的一种淀粉基生物全降解塑料，其特征在于：步骤A1中所述淀粉粉碎至5000-8000目。

10.根据权利要求5～9任意一项所述的一种淀粉基生物全降解塑料，其特征在于，步骤B2中所述双螺杆挤出机温度设置为：第一区120℃、第二区130℃、第三区140℃、第四区130℃、第一区125℃、第六区120℃。