CN105885104A

CN105885104A - 一种马铃薯淀粉竹粉复合发泡材料及其制备方法

Info

Publication number: CN105885104A
Application number: CN201510163706.4A
Authority: CN
Inventors: 曾广胜
Original assignee: Hunan University of Technology
Current assignee: Hunan University of Technology
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2016-08-24

Abstract

本发明公开了一种马铃薯淀粉竹粉复合发泡材料及其制备方法。选用具有支链含量高、粘稠度高、蛋白质和脂肪含量少等特点的马铃薯淀粉，以及来源广泛、强度优异、防虫防蛀、防辐射且流动性良好的10~200目竹粉为主要原材料，辅助其他添加剂，将微生物原理与化学相结合，通过螺杆挤出方式，高效率连续生产出一类表面美观、力学性能优良、防水防腐效果好、可生物降解的复合发泡材料。

Description

一种马铃薯淀粉竹粉复合发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种美观生态环保缓冲包装材料，尤其涉及一种马铃薯淀粉竹粉复合发泡材料及其制备方法。

背景技术

目前大量使用的缓冲包装材料主要是以不能降解的泡沫塑料为主，如EPS、EPP、聚氨酯等泡沫塑料，由于其很难降解，因此，形成了严重的城市“白色污染”。现有可降解的缓冲包装材料主要还是纸制品，但纸制品成本较高、耐水性差、力学强度差。淀粉是多糖类化合物，在自然环境下由微生物作用而分解，最终分解为无毒的CO₂和H₂O，因此是目前广泛使用的一类可生物降解的天然高分子原料之一。具有来源广泛（玉米淀粉、马铃薯淀粉、地瓜淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉等），且价格低廉等优点。但是淀粉分子链含有大量羟基，容易在分子链内和分子链外形成氢键，因此难溶、难熔，成型加工困难，并且其发泡材料容易变脆，回弹性差，耐水性也较差，一遇水或长期在潮湿空气中，容易吸收水分，其稳定性下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有淀粉基发泡材料成型加工困难、表观质量差、容易受潮变形、强度较差等缺点，选用具有支链含量高、粘稠度高、蛋白质和脂肪含量少等特点的马铃薯淀粉，以及来源广泛、强度优异、防虫防蛀、防辐射且流动性良好的10~200目（优选60目）竹粉为主要原材料，辅助其他添加剂，将微生物原理与物理化学相结合，通过螺杆挤出方式，高效率连续生产出一类表面美观、力学性能优良、防水防腐效果好、可生物降解的复合发泡材料。

本发明的复合发泡材料，由马铃薯淀粉、粒径在10~200目（优选60目）的竹粉（可市购）、大麦牙（牙长1~10mm的大麦，可市场购买）、干酵母、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铝、明矾、碳酸氢钠、甘油和水组成。

各组分比例及制备步骤：

（1）取100份（质量份数）竹粉与5~30份（优选15份）2~8%（优选5%）的氧化钠水溶液搅拌均匀，然后10~40℃（优选20℃）保温静置2~24h（优选12h），待用；

（2）取5~20份（优选10份）大麦芽磨成粉，与200~600份（优选400份）水混合，再加入5~15份（优选10份）干酵母混合，待用；

（3）取100份马铃薯淀粉，与步骤（2）所得溶液5~20份（优选10份）混合，并在40~70℃（优选56℃）下保温1~3h（优选2h），待用；

（4）取步骤（1）处理后的竹粉15~50份（优选35份）、步骤（3）处理过的淀粉50~85份（优选65份）、氢氧化钙2~6份（优选3份）、氢氧化铝3~8份（优选5份）、明矾3~8份（优选5份）、碳酸氢钠3~8份（优选5份）、甘油5~15份（优选8份），在高速混合机中共混5~15min（优选10min），待用；

（5）将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为110~150℃（优选130℃）、机头压力为1~5MPa（优选3MPa）、螺杆转速为50~90r/min（优选70 r/min）。

本发明首先利用微生物学和物理化学相结合的原理，将马铃薯淀粉部分糖化、酯化、和糊化，然后利用碱液对竹粉进行表面处理，最后以复合交联剂氢氧化铝、氢氧化钙、明矾以及残留氢氧化钠的协同作用，以碳酸氢钠和水为发泡剂，以甘油和水为润滑剂，通过螺杆挤出发泡，高效成型得到性能优异的发泡制品。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

（1）取100份（质量份数）竹粉与5份浓度为2%的氧化钠水溶液搅拌均匀，然后10℃保温静置2h，待用；

（2）取5大麦芽磨成粉，与200份水混合，再加入5份干酵母混合，待用；

（3）取100份马铃薯淀粉，与步骤（2）所得溶液5份混合，并在40℃下保温1h，待用；

（4）配一：取步骤（1）处理后的竹粉15份、步骤（3）处理过的淀粉85份、氢氧化钙2份、氢氧化铝3份、明矾3份、碳酸氢钠3份、甘油5份，在高速混合机中共混5min，待用；

配二：取步骤（1）处理后的竹粉35份、步骤（3）处理过的淀粉65份、氢氧化钙3份、氢氧化铝5份、明矾5份、碳酸氢钠5份、甘油8份，在高速混合机中共混10min，待用；

配三：取步骤（1）处理后的竹粉50份、步骤（3）处理过的淀粉50份、氢氧化钙6份、氢氧化铝8份、明矾8份、碳酸氢钠8份、甘油15份，在高速混合机中共混15min，待用；

（5）将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为130℃、机头压力为3MPa、螺杆转速为70 r/min。

制备的新材料与热塑性淀粉发泡材料的拉伸强度、压缩强度及吸水率的对比如下表

实施例2：

（1）取100份（质量份数）竹粉与15份浓度为5%的氧化钠水溶液搅拌均匀，然后20℃保温静置12h，待用；

（2）取10份大麦芽磨成粉，与400份水混合，再加入10份干酵母混合，待用；

（3）取100份马铃薯淀粉，与步骤（2）所得溶液10份混合，并在56℃下保温2h，待用；

实施例3：

（1）取100份（质量份数）竹粉与30份浓度为8%的氧化钠水溶液搅拌均匀，然后40℃保温静置24h，待用。

（2）取20份大麦芽磨成粉，与600份水混合，再加入15份干酵母混合，待用。

（3）取100份马铃薯淀粉，与步骤（2）所得溶液20份混合，并在70℃下保温3h，待用。

（4）配一：取步骤（1）处理后的竹粉15份，步骤（3）处理过的淀粉85份，氢氧化钙2份，氢氧化铝3份，明矾3份，碳酸氢钠3份，甘油5份，在高速混合机中共混5min，待用；

配二：取步骤（1）处理后的竹粉35份，步骤（3）处理过的淀粉65份，氢氧化钙3份，氢氧化铝5份，明矾5份，碳酸氢钠5份，甘油8份，在高速混合机中共混10min，待用；

配三：取步骤（1）处理后的竹粉50份，步骤（3）处理过的淀粉50份，氢氧化钙6份，氢氧化铝8份，明矾8份，碳酸氢钠8份，甘油15份，在高速混合机中共混15min，待用；

Claims

1.一种马铃薯淀粉竹粉复合发泡材料及其制备方法，其特征在于：由马铃薯淀粉、粒径在10~200目的竹粉、大麦牙、干酵母、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铝、明矾、碳酸氢钠、甘油和水组成。

2.权利要求1所述复合发泡材料及其制备方法，其特征在于各组分比例及制备步骤：

（1）取100份（质量份数）竹粉与5~30份浓度为2~8%的氧化钠水溶液搅拌均匀，然后10~40℃保温静置2~24h；

（2）取5~20份大麦芽磨成粉，与200~600份水混合，再加入5~15份干酵母混合；

（3）取100份马铃薯淀粉，与步骤（2）所得溶液5~20份混合，并在40~70℃下保温1~3h；

（4）取步骤（1）处理后的竹粉15~50份、步骤（3）处理过的淀粉50~85份、氢氧化钙2~6份、氢氧化铝3~8份、明矾3~8份、碳酸氢钠3~8份、甘油5~15份，在高速混合机中共混5~15min；

（5）将步骤（4）混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为110~150℃、机头压力为1~5MPa、螺杆转速50~90r/min。