CN107286379A - 一种热塑性淀粉及其制备方法与应用 - Google Patents

一种热塑性淀粉及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热塑性淀粉及其制备方法与应用，涉及材料领域。本发明的一种热塑性淀粉的制备方法，对淀粉进行接枝改性，得到聚酯接枝淀粉，其在聚乳酸上接枝水性聚合物，可有效提高聚乳酸的亲水性，改善聚乳酸和淀粉的界面相容性，从而得到性能良好的热塑性淀粉，该热塑性淀粉较普通淀粉能够从较大范围上适应湿度的变化。

Description

一种热塑性淀粉及其制备方法与应用
本申请是发明名称为“一种可降解淀粉塑料”的分案申请。
原申请的申请日为：2015-11-16
原申请的申请号为：2015107778333。
技术领域
本发明涉及材料领域，尤其是一种热塑性淀粉及其制备方法与应用。
背景技术
淀粉是大米、玉米、小麦和薯类等作物的主要成分，其在各种环境中都具有完全生物降解能力，当淀粉分子降解后，形成CO2气体，不对周围环境产生副作用，再者淀粉每年产量大，来源广泛，价格低廉，在一定的工艺条件下，具有热塑性，所用加工设备简单。在开发具有生物降解性产品方面，具有潜在的优势，受到较多关注。目前，淀粉类降解塑料产量占总降解塑料量的2/3。
淀粉是多羟基聚合物，易形成分子内和分子间氢键，需加入小分子增塑剂降低分子间作用力以提高其加工性能，传统的加工方法制备的纯淀粉塑料具有很强的亲水性，对湿度敏感，在低湿度环境中，增塑剂会从产品中扩散出来，制品变脆。聚乳酸为疏水性的脂肪族聚酯，与亲水性的淀粉是不相容的，简单的将两者共混对力学和耐水性的改善并不明显。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够从较大范围上适应湿度的变化，同时从力学和耐水性上均能得到改善的可降解淀粉塑料。
本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种可降解淀粉塑料，包括热塑性淀粉，生物降解剂和偶联剂。
由于采用了上述技术方案，热塑性淀粉较普通淀粉能够从较大范围上适应湿度的变化，同时偶联剂能够在低湿度环境中保持增塑剂不从产品中溢出，增加产品在低湿度环境中的适应力。
本发明的一种可降解淀粉塑料，所述生物降解剂为巨大芽孢杆菌；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本发明的一种可降解淀粉塑料，包括82%~85%的热塑性淀粉，9%~12%的稻草纤维，1.1%~1.3%的巨大芽孢杆菌，2.3%~2.9%的硅烷偶联剂，0.6%~0.8%的水溶性微生物多糖，1.2%~1.8%的聚乙烯醇。
由于采用了上述技术方案，得到的淀粉塑料能够较大范围上适应湿度的变化，同时从力学和耐水性上均能得到改善，且具有良好的韧性。
本发明的一种可降解淀粉塑料，包括83%的热塑性淀粉，11%的稻草纤维，1.2%的巨大芽孢杆菌，2.6%的硅烷偶联剂，0.7%的水溶性微生物多糖，1.5%的聚乙烯醇。
由于采用了上述技术方案，该范围内的取值为最佳。
本发明的一种可降解淀粉塑料，所述热塑性淀粉包括65%~75%的淀粉，15%~25%的聚乳酸接枝共聚物，2.0%~2.2%的增韧剂，0.2%~0.4%的增塑剂和7.4%~7.8%的防腐剂。
由于采用了上述技术方案，通过对淀粉进行接枝改性，以聚酯接枝淀粉的接枝共聚物为增容剂提高界面相容性，改善混合体系的机械性能。由于淀粉以团聚颗粒存在且熔点很高，熔融接枝时必须破坏其团粒结构，虽然反应易于进行，但溶剂的使用量极大。而在聚乳酸上接枝水性聚合物，可有效提高聚乳酸的亲水性，改善聚乳酸和淀粉的界面相容性，从而得到性能良好的热塑性淀粉。
本发明的一种可降解淀粉塑料，所述热塑性淀粉包括70%的淀粉，20%聚乳酸接枝共聚物，2.1%的增韧剂，0.3%的增塑剂和7.6%的防腐剂。
由于采用了上述技术方案，该范围内的取值为最佳。
本发明的一种可降解淀粉塑料，所述增韧剂为羧基丁腈胶乳，所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯，所述防腐剂为乳酸链球菌素。
本发明的一种可降解淀粉塑料，所述热塑性淀粉由以下步骤制备：
步骤一：将淀粉按照1:1的体积比溶解于10℃的去离子水中，加入聚乳酸接枝共聚物后，加入适量的25℃去离子水配制成浓度为53%的分散液，将分散液放入密炼机中在温度为90℃的条件下混炼30min，密炼机转速为80r/min，待淀粉糊化后取出切成小块，粉碎机粉碎后过筛并于60℃下真空干燥48h；
步骤二：将步骤一中制得粉末加热至熔融状态，加入增韧剂，增塑剂和防腐剂，持续升温至熔融状态，在超声波振荡的条件下，保持熔融状态，振荡30min，将混合均匀的熔融物，在水平面上铺开，通过碾压机将熔融物碾压成厚度为0.2~0.4mm的片状，真空条件下自然冷却至常温。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、通过对淀粉进行接枝改性，以聚酯接枝淀粉的接枝共聚物为增容剂提高界面相容性，改善混合体系的机械性能。
2、能够从较大范围上适应湿度的变化，同时从力学和耐水性上均能得到改善，具有良好的韧性。
具体实施方式
下面对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种可降解淀粉塑料，包括82%的热塑性淀粉，12%的稻草纤维，1.1%的巨大芽孢杆菌，2.3%的硅烷偶联剂， 0.8%的水溶性微生物多糖， 1.8%的聚乙烯醇。
热塑性淀粉包括65%的淀粉，25%的聚乳酸接枝共聚物， 2.2%的增韧剂， 0.4%的增塑剂和7.4%的防腐剂。
实施例2
一种可降解淀粉塑料，包括85%的热塑性淀粉，9%的稻草纤维， 1.3%的巨大芽孢杆菌，2.9%的硅烷偶联剂，0.6%的水溶性微生物多糖，1.2%的聚乙烯醇。
热塑性淀粉包括75%的淀粉，15%的聚乳酸接枝共聚物，2.0%的增韧剂，0.2%的增塑剂和7.8%的防腐剂。
实施例3
一种可降解淀粉塑料，包括83%的热塑性淀粉，11%的稻草纤维，1.2%的巨大芽孢杆菌，2.6%的硅烷偶联剂，0.7%的水溶性微生物多糖，1.5%的聚乙烯醇。
热塑性淀粉包括70%的淀粉，20%聚乳酸接枝共聚物，2.1%的羧基丁腈胶乳，0.3%的邻苯二甲酸二甲酯和7.6%的乳酸链球菌素。
实施例4
一种可降解淀粉塑料，其中热塑性淀粉由以下步骤制备：
步骤一：将淀粉按照1:1的体积比溶解于10℃的去离子水中，加入聚乳酸接枝共聚物后，加入适量的25℃去离子水配制成浓度为53%的分散液，将分散液放入密炼机中在温度为90℃的条件下混炼30min，密炼机转速为80r/min，待淀粉糊化后取出切成小块，粉碎机粉碎后过筛并于60℃下真空干燥48h；
步骤二：将步骤一中制得粉末加热至熔融状态，加入增韧剂，增塑剂和防腐剂，持续升温至熔融状态，在超声波振荡的条件下，保持熔融状态，振荡30min，将混合均匀的熔融物，在水平面上铺开，通过碾压机将熔融物碾压成厚度为0.2mm的片状，真空条件下自然冷却至常温。
实施例5
一种可降解淀粉塑料，其中热塑性淀粉由以下步骤制备：
步骤一：将淀粉按照1:1的体积比溶解于10℃的去离子水中，加入聚乳酸接枝共聚物后，加入适量的25℃去离子水配制成浓度为53%的分散液，将分散液放入密炼机中在温度为90℃的条件下混炼30min，密炼机转速为80r/min，待淀粉糊化后取出切成小块，粉碎机粉碎后过筛并于60℃下真空干燥48h；
步骤二：将步骤一中制得粉末加热至熔融状态，加入增韧剂，增塑剂和防腐剂，持续升温至熔融状态，在超声波振荡的条件下，保持熔融状态，振荡30min，将混合均匀的熔融物，在水平面上铺开，通过碾压机将熔融物碾压成厚度为0.4mm的片状，真空条件下自然冷却至常温。
实施例6
一种可降解淀粉塑料，其中热塑性淀粉由以下步骤制备：
步骤一：将淀粉按照1:1的体积比溶解于10℃的去离子水中，加入聚乳酸接枝共聚物后，加入适量的25℃去离子水配制成浓度为53%的分散液，将分散液放入密炼机中在温度为90℃的条件下混炼30min，密炼机转速为80r/min，待淀粉糊化后取出切成小块，粉碎机粉碎后过筛并于60℃下真空干燥48h；
步骤二：将步骤一中制得粉末加热至熔融状态，加入增韧剂，增塑剂和防腐剂，持续升温至熔融状态，在超声波振荡的条件下，保持熔融状态，振荡30min，将混合均匀的熔融物，在水平面上铺开，通过碾压机将熔融物碾压成厚度为0.3mm的片状，真空条件下自然冷却至常温。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种热塑性淀粉的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一：将淀粉按照1:1的体积比溶解于10℃的去离子水中，加入聚乳酸接枝共聚物后，加入适量的25℃去离子水配制成浓度为53%的分散液，将分散液放入密炼机中在温度为90℃的条件下混炼30min，密炼机转速为80r/min，待淀粉糊化后取出切成小块，粉碎机粉碎后过筛并于60℃下真空干燥48h；
步骤二：将步骤一中制得粉末加热至熔融状态，加入增韧剂，增塑剂和防腐剂，持续升温至熔融状态，在超声波振荡的条件下，保持熔融状态，振荡30min，将混合均匀的熔融物，在水平面上铺开，通过碾压机将熔融物碾压成厚度为0.2-0.4mm的片状，真空条件下自然冷却至常温。
2.根据权利要求1所述的热塑性淀粉的制备方法，其特征在于，各原料的所占比例分别为：65%-75%的淀粉，15%-25%的聚乳酸接枝共聚物，2.0%-2.2%的增韧剂，0.2%-0.4%的增塑剂和7.4%-7.8%的防腐剂。
3.根据权利要求2所述的热塑性淀粉的制备方法，其特征在于，各原料所占比例分别为：70%的淀粉，20%聚乳酸接枝共聚物，2.1%的增韧剂，0.3%的增塑剂和7.6%的防腐剂。
4.一种热塑性淀粉，其特征在于，其由权利要求1-3中任一项所述的热塑性淀粉的制备方法制备而成。
5.权利要求4所述的热塑性淀粉在制备可降解淀粉塑料中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述可降解淀粉塑料包括82%-85%的热塑性淀粉，9%-12%的稻草纤维，1.1%-1.3%的巨大芽孢杆菌，2.3%-2.9%的硅烷偶联剂，0.6%-0.8%的水溶性微生物多糖，1.2%-1.8%的聚乙烯醇。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括83%的热塑性淀粉，11%的稻草纤维，1.2%的巨大芽孢杆菌，2.6%的硅烷偶联剂，0.7%的水溶性微生物多糖，1.5%的聚乙烯醇。
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