CN106916372A - 一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，主要解决现有通用塑料易产生塑料垃圾，污染环境和已有生物降解塑料价格昂贵的缺点。其特征在于使用高疏水性淀粉质材料、脂肪酸、成核剂、改性剂及氧化促进剂等。生产方法是将上述组成、高分子材料以及其它辅助材料经搅拌机混合后，加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机中进行混合塑化造粒，再经过吹塑、压延、真空成型等方法加工成产品或薄膜。本发明产品无毒，可用于农膜、食品包装、日常生活中一次性塑料制品等。本产品于自然环境中能为光、水、微生物所降解，克服现有通用塑料垃圾引起的环境污染问题。

Description

一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法

技术领域

本发明属于可降解生物塑料领域，涉及一种利用淀粉、改性剂、氧化促进剂制备可降解生物塑料。

背景技术

现有塑料制品，由于经济实用、易于加工，应用十分广泛、但传统的通用高分子材料由于其本身性质难以为微生物所降解，即不会腐烂霉变，继而导致长时间留存于现有生活当中。因此，塑料垃圾袋污染问题日趋严重，引起了全世界广泛性的关注。

在现有的不能为微生物所降级的通用高分子材料中加入一定比例的、能为微生物所降解的天然高分子材料，如淀粉、纤维素、蛋白质、甲壳质等，所制得的产品就可以被微生物所降解。但这类天然高分子材料都具有高度亲水性，而常见的通用高分子材料都是高度疏水的。两者之间形容性很差，共混后机械强度大大下降，为了增加相容性，科学家们曾采用过许多方法：如使淀粉硅烷化或用异氰酸酯处理，或在淀粉上接枝一层丙烯酸酯或醋酸乙烯酯，但这些方法有点价钱昂贵，有点效果不佳，改性后的淀粉疏水性仍然不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，将以粮食为原料制备的淀粉经疏水化处理而得到高疏水性淀粉质材料。其疏水性大为改善，与通用高分子塑料形容性较好。为了改进材料的光降解性和化学催化降解性能，我们还加入了脂肪酸酯、改性剂和氧化促进剂以及其它添加剂。主要成分重量比为：

通用高分子塑料 40-85%

高疏水性淀粉质材料 10-50%

脂肪族聚酯 0.5-5%

改性剂 0.0-5%

氧化促进剂 0.0-0.5%

本发明所用的通用高分子材料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。高疏水性淀粉质材料为大米淀粉、玉米淀粉、高粱淀粉、马铃薯淀粉等主要成分为淀粉的粮食原粉经疏水化处理得到的产物。

本发明所用的脂肪族酯为饱和或不饱和脂肪酸的甘油单酯、甘油三酯、天然植物油或其加氢产物、卵磷脂中的两种或多种混合物。

本发明所用的改性剂为有机过氧化合物，如过氧化二苯甲酰、过氧苯甲酸、异丙苯过氧化氢及其混合物等。

本发明所用的氧化促进剂为铁、锰、锌的硬脂酸盐、油酸盐或环烷酸盐。除以上主要成份以外，原料组成中还可添加常用的润滑剂、脱模剂以及其它助剂。根据需要和可在原料组成中加入相应填料、增塑剂、着色剂等，其成份百分比未计入上述配比中。

本发明产品在较干燥且无阳光直射条件下可反复使用，并且强度基本不变。废弃产品在湿润土壤中，微生物会使材料没变、破碎，最终完全分解，且不产生任何有害成分。本产品在日光下暴晒也可缓慢分解。因此，本产品不会对环境造成污染。

具体实施方式

如无具体说明，本发明的各种原料均可通过市售获得；或根据本领域的常规方法制得。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语都和本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。

以下结合实施例对本发明的技术做进一步说明，但本发明不仅限于以下实施例，下列实例中未注明具体条件的实施方法，通常按照常规条件，或按照制造厂家所建议的条件进行。

实施例1：

聚丙烯6kg，高疏水性马铃薯淀粉1.5kg，氢化油200g，硬脂酸锰10g，石蜡200g，硬脂酸50g，硼砂30g，滑石粉1.5kg，放入高速搅拌机中搅拌20min后，加入到双螺杆挤出机中，制成2.5mm的母粒。用此母粒经注塑机制成饭盒。此产品含高疏水性淀粉材料15.7%，具有较强的硬度。埋在湿润土壤中两周后，表面大部分霉变。

实施例2：

高密度聚乙烯8.5kg，高疏水性小麦淀粉1.5kg，菜籽油200g，硬脂酸10g，环烷酸锰10g，放入高速搅拌机中搅拌30min后，加入到双螺杆挤出机中，180℃挤出造粒，风冷热切制成2mm的颗粒。用此颗粒吹制成25μm厚的薄膜。经测试其纵向拉伸强度为16MPa，纵向断裂伸长率未140%，横向拉伸强度为13MPa，横向断裂伸长率为530%。湿润土壤中两周后，霉斑面积占总面积48%，六个月后，仅剩一些小碎片。

实施例3：

聚苯乙烯2kg，高疏水性大米淀粉800g，精制大豆油200g，卵磷脂20g，过苯甲酸50g，环烷酸铁5g，放入高速搅拌机中搅拌30min后，加入到双螺杆挤出机中，制成2.5mm的母粒。用此母粒经注塑机制成餐盘。此产品埋在湿润土壤中，两周后表面大部分长霉斑，八个月后已破碎，碎片呈灰黑色。另放置在室外八个月后的盘子颜色呈灰色，一碰就碎，基本无机械强度。

Claims (8)

1.一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，其特征在于它的主要成分为：通用高分子塑料、高疏水性淀粉材料、脂肪酸、成核剂、改性剂和氧化促进剂，其原料组成按重量百分比为：

通用高分子塑料 40-85%

高疏水性淀粉质材料 10-50%

脂肪族聚酯 0.5-5%

改性剂 0.0-5%

氧化促进剂 0.0-0.5%。

2.根据权利要求1所述的一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，其特征在于材料在湿润的土壤中能被通过微生物，使材料发生霉变，继而破碎为小碎片，最终完全溶解于土壤中，同时也能在强光照射下缓慢分解，所以对环境没有污染。

3.根据权利要求1所述的一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，其特征在于所用的通用高分子材料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。

4.根据权利要求1所述的一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，其特征在于所用高疏水性淀粉质材料为玉米、高粱、马铃薯等所制得的淀粉，经疏水化处理得到的产物。

5.根据权利要求1所述的一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，其特征在于所用的脂肪族酯为饱和或不饱和脂肪酸的甘油单酯、甘油三酯、天然植物油或其加氢产物、卵磷脂中的两种或多种混合物。

6.根据权利要求1所述的一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，其特征在于其改性剂为有机过氧化合物，如过氧化二苯甲酰、过氧苯甲酸、异丙苯过氧化氢及其混合物。

7.根据权利要求1所述的一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，其特征在于其中的氧化促进剂为铁、锰、锌的硬脂酸盐、油酸盐或环烷酸盐。

8.根据权利要求1所述的一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法，其特征在于先将原料组成按比例进行混合，用双螺杆挤出机制成母粒，将母粒与一定比例通用高分子塑料混合后，用注塑、压延、吹塑、真空成型等方法加工成所需制品。