CN103408803A

CN103408803A - 一种全淀粉可降解塑料

Info

Publication number: CN103408803A
Application number: CN2013103011342A
Authority: CN
Inventors: 凌元若
Original assignee: WUJIANG LIDA GLAZING PRODUCTS CO Ltd
Current assignee: WUJIANG LIDA GLAZING PRODUCTS CO Ltd
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-11-27

Abstract

本发明提供一种全淀粉可降解塑料，其特征在于由以下质量比原料组成，大米淀粉微球25-80%，乙基纤维素5-10%，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯2-5%，稳定剂山梨糖醇1-3%，润滑剂硬脂酸镁1-2%。本发明将玉米淀粉制成淀粉微球，淀粉微球是指以淀粉为原料，在引发剂作用下，使交联剂与淀粉上的羟基进行适度交联并微球化制得的一种变性淀粉，它是近年来开发的一种新型的环境友好吸附材料。淀粉微球具有良好的吸附性、抗压性能、生物可降解性、生物相容性。

Description

一种全淀粉可降解塑料

技术领域

本发明涉及一种可降解塑料，尤其涉及一种全淀粉微球成分的可降解塑料。

背景技术

90年代以来,国内外开始研制全淀粉塑料。由于天然淀粉分子之间有很强的氢键,天然淀粉具有微晶结构及粒状结构,其微晶的熔融温度高于淀粉热分解温度,使之不具有热塑加工性能。但如果能使淀粉结构无序化,破坏其微晶,就能使淀粉具有热塑加工性能,所以,这类淀粉又称为热塑性淀粉。全淀粉塑料的生产原理是使淀粉分子结构无序化,形成了具有热塑性的淀粉树脂。由于其完全生物可降解性及热塑性,引起人们的关注,陆续有这类研究成果的报道,并有一些商品出售，但制得降解塑料力学性能，抗压性能小。

申请号：201210441629.0，一种淀粉酯完全生物降解塑料及制备方法，该发明采用水解、高压酯化、缩聚使淀粉完全酯化反应得到长链淀粉酯胶质体，并进一步通过在螺杆挤出机剪切、混炼、交联、脱脂得到淀粉酯完全生物降解塑料，实现了完全利用淀粉制备生物降解塑料。

中国专利200810137247.2，提供了一种高取代度乙酰淀粉及其制备方法，通过提高取代度解决了淀粉的耐水性和热加工性，其取代度可达到2.8，消除了大部分影响热加工性的羟基，但该材料由于缺少韧性和强度，无法直接作为塑料使用。

我国是大米的主要生产国和消费国，年产稻米约1.8 亿吨，但大部分直接用来食用，附加值较低，如果能够将大米，甚至包括碎米、陈籼稻、早籼稻等改性后，加工成多孔淀粉、淀粉微球等更具有特色和新用途的产品就可大大提高其附加值。由于谷物中大米淀粉粒径最小且分布均匀，所以利用大米淀粉作为原料制备淀粉微球，热塑性明显增强，将淀粉微球用于制备可降解塑料中是可行的。

发明内容

本发明为解决上述不足，满足市场需求，提供一种以淀粉微球为主要原料的全淀粉可降解生物塑料。本发明不仅生产成本低，原理易得，而且得到的可降解塑料抗压性好，热塑性好，力学性能好，以摆脱生物塑料对石油资源、化工原料的依赖。

一种全淀粉可降解塑料，它由以下质量比原料组成，

大米淀粉微球25-80%；

乙基纤维素5-10%；

增塑剂邻苯二甲酸二丁酯2-5%；

稳定剂山梨糖醇1-3%；

硬脂酸镁润滑剂1-2%。

其中，大米淀粉微球制备方法为，

1）取质量比25%-40%大米淀粉，加入60-75%蒸馏水，调匀，用2mol/L NaOH 溶液调pH10，煮沸至透明，冷却到3 5 ℃待用。

2）将适量大豆油，与淀粉质量比0.5：1，加入Span60 作为乳化剂，乳化剂用量与大豆油的质量比为0.5：10，60℃加热搅拌至乳化剂完全溶解后，制成油相，并保存在50℃的恒温条件下备用。

3）将大米淀粉溶液加入到制备好的大豆油相中（v/v=3：1），振荡，分散均匀后，加入一定量交联剂聚乙二醇，用量为总体积的3-6%，交联反应2 h ，离心分离出微球，用乙酸乙酯洗去残余油相、无水乙醇洗涤，所得淀粉微球于50℃干燥，平均粒径为15-18μm。

本发明将玉米淀粉制成淀粉微球，淀粉微球是指以淀粉为原料，在引发剂作用下，使交联剂与淀粉上的羟基进行适度交联并微球化制得的一种变性淀粉，它是近年来开发的一种新型的环境友好吸附材料。淀粉微球具有良好的吸附性、抗压性能、生物可降解性、生物相容性。

此外，经研究发现，随着大米淀粉微球的量增加，制备得到的降解塑料力学性能越好，以45%的添加比例性能最佳，故本发明选用大米淀粉微球的加入量为45%。

本发明组分的全淀粉降解塑料不仅可生物降解，减少环境污染，而且力学性能好，抗压、抗拉伸强度高，可以替代石油提取的聚丙烯或聚乙烯树脂的使用，具有良好的热塑加工性能，可通过挤塑，吹塑等工艺加工成一次性塑料制品，用于餐饮包装，办公用品等领域。

实施例1

淀粉微球的制备：称取取质量比30g大米淀粉，加入70g蒸馏水，调匀，用2mol/L NaOH 溶液调pH10，放在电炉上煮沸至透明，冷却到3 5 ℃待用。将15g大豆油，加入Span60 0.75g，在60℃的恒温水浴中加热搅拌至乳化剂完全溶解后，把该混合液倒入容器中得油相，在50℃的恒温条件下备用。将得到大米淀粉溶液加入到制备好的大豆油相中（v/v=3：1），振荡，分散均匀后，加入3ml剂聚乙二醇，交联反应2 h ，离心分离出微球，用乙酸乙酯洗去残余油相、无水乙醇洗涤，所得淀粉微球于50℃干燥，平均粒径为15-18μm。

全淀粉可降解塑料，由以下质量比原料组成，大米淀粉微球25%，乙基纤维素10%，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯5%，稳定剂山梨糖醇3%，硬脂酸镁润滑剂2%。

实施例2

全淀粉可降解塑料，由以下质量比原料组成，大米淀粉微球45%，乙基纤维素10%，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯5%，稳定剂山梨糖醇3%，硬脂酸镁润滑剂2%。

实施例3

全淀粉可降解塑料，由以下质量比原料组成，大米淀粉微球70%，乙基纤维素10%，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯5%，稳定剂山梨糖醇3%，硬脂酸镁润滑剂2%。

表1不同淀粉微球量对塑料性能的影响结果

	拉伸强度MPa	断裂伸长率%	撕裂强度KN/m	低温弯折性℃
					实施例1	16	140	35	-10
实施例2	28	395	55	-20
					实施例3	29	400	55	-21

Claims

1.一种全淀粉可降解塑料，其特征在于由以下质量比原料组成：大米淀粉微球25-80%，乙基纤维素5-10%，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯2-5%，稳定剂山梨糖醇1-3%，润滑剂硬脂酸镁1-2%。

2.根据权利要求1所述一种全淀粉可降解塑料，其特征在于，大米淀粉微球的加入量为45%。

3.根据权利要求1或2所述一种全淀粉可降解塑料，其特征在于，所述大米淀粉微球的制备步骤如下，

1）取质量比25%-40%大米淀粉，加入60-75%蒸馏水，调匀，用2mol/L NaOH 溶液调pH10，煮沸至透明，冷却到3 5 ℃；

2）将适量大豆油，与淀粉质量比0.5：1，加入Span60 作为乳化剂，乳化剂用量与大豆油的质量比为0.5：10，60℃加热搅拌至乳化剂完全溶解后，制成油相，在50℃的恒温条件下保存；

3）将大米淀粉溶液按照体积比3：1加入到制备好的大豆油相中，振荡，分散均匀后，加入一定量交联剂聚乙二醇，用量为总体积的3-6%，交联反应2 h ，离心分离出微球，用乙酸乙酯洗去残余油相、无水乙醇洗涤，于50℃干燥，平均粒径为15-18μm。