CN113402778B - 一种自增塑淀粉及其制备方法 - Google Patents
一种自增塑淀粉及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113402778B CN113402778B CN202110759555.4A CN202110759555A CN113402778B CN 113402778 B CN113402778 B CN 113402778B CN 202110759555 A CN202110759555 A CN 202110759555A CN 113402778 B CN113402778 B CN 113402778B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- starch
- self
- plasticizing
- antioxidant
- plasticizer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 title claims abstract description 94
- 239000008107 starch Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 title claims abstract description 94
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 20
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims description 5
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000004209 oxidized polyethylene wax Substances 0.000 claims description 5
- 235000013873 oxidized polyethylene wax Nutrition 0.000 claims description 5
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 claims description 4
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 244000017020 Ipomoea batatas Species 0.000 claims description 3
- 235000002678 Ipomoea batatas Nutrition 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 240000004922 Vigna radiata Species 0.000 claims description 3
- 235000010721 Vigna radiata var radiata Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000011469 Vigna radiata var sublobata Nutrition 0.000 claims description 3
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 3
- APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M sodium docusate Chemical group [Na+].CCCCC(CC)COC(=O)CC(S([O-])(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000003484 crystal nucleating agent Substances 0.000 claims 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 17
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 4
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 4
- 229920006238 degradable plastic Polymers 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 229920001896 polybutyrate Polymers 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- QZCLKYGREBVARF-UHFFFAOYSA-N Acetyl tributyl citrate Chemical compound CCCCOC(=O)CC(C(=O)OCCCC)(OC(C)=O)CC(=O)OCCCC QZCLKYGREBVARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229920000229 biodegradable polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000004622 biodegradable polyester Substances 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 241000237942 Conidae Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 229920006167 biodegradable resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/06—Biodegradable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自增塑淀粉及其制备方法，其组分组成包括淀粉92～97份，偶联剂0.5～1.5份，硬脂酸锌0.2～0.5份，二氧化钛0.1～0.3份，滑石粉0.5～1.5份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.1～0.2份和增塑剂1～4份混合后在超细磨粉机中磨搓。本发明通过加入一定量的增塑剂可以削弱淀粉分子中的氢键作用，大大降低其玻璃化温度，由此实现淀粉的塑化加工，聚乙二醇是一种环保型增塑剂，聚乙二醇分子链是柔性连段，当加入聚乙二醇后，能提高树脂分子链的柔顺性，树脂分子链的运动能力增加，自由体积增加，所以能改善树脂的Tg降低；同时滑石粉作为小分子方便在树脂中，能促进树脂分子键运动，从而促进结晶。
Description
技术领域
本发明涉及淀粉制备方法技术领域，尤其涉及一种自增塑淀粉及其制备方法。
背景技术
随着石化资源的过度开采利用，其储存量逐年减少，同时大量使用一次性非降解塑料制品，垃圾的不断形成，尤其是大量的不可降解垃圾，对土壤与环境造成了极大的负面影响。迫切需要开发推广可生物降解&可堆肥材料，以缓解当前环境压力。
生态文明建设是关系中华民族永恒发展的根本大计，加大推动生态文明建设、解决生态环境问题，推进塑料原料和制品的可持续发展，以可循环、易回收、可降解为导向，加大科技创新力度，研发性能达标、绿色环保、经济适用的塑料材料与制品，开展绿色低碳生产，提升塑料废弃物资源化，能源化利用比例，推动绿色产品，绿色工厂，绿色园区，绿色供应链体系建设，扩大新型绿色环保功能材料，包括可降解塑料在一次性塑料包装、购物袋、食品包装、农用薄膜等领域的应用范围。积极倡导绿色消费环境，大幅减少不易回收的一次性塑料制品消费量，在电商、快递、外卖等领域的引导工作，以可循环、易回收、可降解为导向寻找科学合理的解决方案，作好科普知识宣传，科学使用塑料，做好卫生分类回收利用，营造全社会共同参与的良好氛围，不懈努力才能打赢污染防治攻坚战。
最近国家、各省、市相继出台禁塑令，禁止使用非降解的一次性包装袋、餐饮具，这有利于进一步推动生物降解塑料的需求走势。目前生物降解聚酯主要有：PLA、PBAT、PBS、PHA、PPC等，但可降解塑料价格偏高，主要是原材料供应问题，可降解塑料原料供应紧张，成本价是普通塑料的两倍以上，为了加快生物塑料的降解速度，增加容量，降低成本，填充型生物分解塑料倍受青睐。生物塑料的填充剂多为碳酸钙、滑石粉、淀粉，但碳酸钙、滑石粉填充只能增加容量，添加量基本为5%～20%，大量添加虽然可以进一步降低成本，但熔融物的流动性变差，加工性能下降，力学性能显著降低。而淀粉不但能降解、增容、降低成本，最关键是淀粉的具有热塑性。所以淀粉填充型生物分解塑料是当今国内外研究、应用最充分的生物分解塑料，作为填充剂淀粉可以是原淀粉、物理改性淀粉或化学改性淀粉、也可以是与单体反应形成的共聚物，它们都可以与生物塑料共混，制备需要的制品。为了打造资源节约型、环境友好型社会，淀粉基生物塑料作为一种最具优势的生物基材料必将得到快速发展。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种自增塑淀粉及其制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种自增塑淀粉，该淀粉以重量份计包括：
淀粉 92～97份
偶联剂 0.5～1.5份
硬脂酸锌 0.2～0.5份
二氧化钛 0.1～0.3份
滑石粉 0.5～1.5份
抗氧剂 0.1～0.3份
润滑剂 0.1～0.2份
增塑剂 1～4份。
本发明优选地，所述淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉中的至少一种。
本发明优选地，所述偶联剂为异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯。
本发明优选地，所述滑石粉为结晶成核剂，选用3000目。
本发明优选地，所述抗氧剂为1010抗氧剂、300抗氧剂或168抗氧剂的一种或两种。
本发明优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡。
本发明优选地，所述增塑剂为甘油、聚乙二醇、乙酰柠檬酸三丁酯中至少一种。
本发明优选地，采用所述聚乙二醇、甘油复合增塑剂时聚乙二醇和甘油的体积比为2:1。
一种自增塑淀粉的制备方法，包括以下步骤，
S1：将淀粉投入高混机锅中，在搅拌速度为1200rpm的搅拌状态滴加与水1:1稀释的偶联剂，滴加时间在4～5min内完成；
S2：加入二氧化钛、滑石粉、抗氧剂、硬脂酸锌、润滑剂和增塑剂，在搅拌速度为1200rpm搅拌4～5min，得到预磨料；
S3：将预磨料加入到超细磨粉机中研磨混炼至200目～325目通过管道风送到收粉器，即制得均化的自增塑淀粉。
本发明的有益效果在于：
本发明通过加入一定量的增塑剂可以削弱淀粉分子中的氢键作用，大大降低其玻璃化温度，由此实现淀粉的塑化加工，聚乙二醇是一种环保型增塑剂，聚乙二醇分子链是柔性连段，当加入聚乙二醇后，能提高树脂分子链的柔顺性，树脂分子链的运动能力增加，自由体积增加，所以能改善树脂的Tg降低；同时滑石粉作为小分子方便在树脂中，能促进树脂分子键运动，从而促进结晶。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明：
一种自增塑淀粉，该淀粉以重量份计包括：
淀粉 92～97份
偶联剂 0.5～1.5份
硬脂酸锌 0.2～0.5份
二氧化钛 0.1～0.3份
滑石粉 0.5～1.5份
抗氧剂 0.1～0.3份
润滑剂 0.1～0.2份
增塑剂 1～4份。
进一步，所述淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉中的至少一种。
进一步，所述偶联剂为异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯。
进一步，所述滑石粉为结晶成核剂，选用3000目。
进一步，所述抗氧剂为1010抗氧剂、300抗氧剂或168抗氧剂的一种或两种。
进一步，所述润滑剂为聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡。
进一步，所述增塑剂为甘油、聚乙二醇、乙酰柠檬酸三丁酯中至少一种。
进一步，采用所述聚乙二醇、甘油复合增塑剂时聚乙二醇和甘油的体积比为2:1。
一种自增塑淀粉的制备方法，包括以下步骤，
S1：将淀粉投入高混机锅中，在搅拌速度为1200rpm的搅拌状态滴加与水1:1稀释的偶联剂，滴加时间在4～5min内完成；
S2：加入二氧化钛、滑石粉、抗氧剂、硬脂酸锌、润滑剂和增塑剂，在搅拌速度为1200rpm搅拌4～5min，得到预磨料；
S3：将预磨料加入到超细磨粉机中研磨混炼至200目～325目通过管道风送到收粉器，即制得均化的自增塑淀粉。
本发明以力学和力化学相结合的固相粉粹的方式制备自增塑淀粉，经过力学效应对淀粉进行改性，提高了淀粉的相容性、流动性和自身塑化性，自增塑淀粉与生物基塑料共混加工，用于生物降解&可堆肥制品，比使用原淀粉加工性能得以改善，力学性能提高，添加量增加，制备自增塑淀粉，过程简单，易于操作，有利于实现大规模工业化生产应用。
实施例1
一种自增塑淀粉的其制备方法，包括以下步骤，
S1：将玉米淀粉95份投入高混机锅中，偶联剂 0.7份与水1:1稀释，在搅拌速度为1200rpm状态下缓慢加入到淀粉中，搅拌4min；
S2：在搅拌状态下依次加入滑石粉1.2份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.4份、硬脂酸锌0.2份、氧化聚乙烯蜡0.2份 、聚乙二醇甘油复合增塑剂（聚乙二醇、甘油体积比为2:1）2.0份、二氧化钛0.1份，在搅拌速度为1200rpm搅拌4min，得到预磨料；
S3：将预磨料加入到超细磨粉机中磨搓，磨粉机筛档的斜刀片和锥度机壳的间隙大小调节在粉末粒度200目，物料经研磨后，从磨粉装置收粉器内放出物料，即得自增塑淀粉成品。
实施例2
一种自增塑淀粉的其制备方法，包括以下步骤，
S1：将玉米淀粉80份、木薯淀粉15份的淀粉混合物投入高混机锅中，偶联剂0.7份与水1:1稀释，在搅拌速度为1200rpm状态下缓慢加入到淀粉混合物中，搅拌5min；
S2：在搅拌状态下依次加入滑石粉1.2份、抗氧剂300 0.6份、硬脂酸锌0.2份、氧化聚乙烯蜡0.2份 、聚乙二醇甘油复合增塑剂（聚乙二醇、甘油体积比为2:1）2.0份、二氧化钛0.1份，在搅拌速度为1200rpm搅拌5min，得到预磨料；
S3：将预磨料加入到超细磨粉机中磨搓，磨粉机筛档的斜刀片和锥度机壳的间隙大小调节在粉末粒度325目，物料经研磨后，从磨粉装置收粉器内放出物料，即得自增塑淀粉成品。
为了改变淀粉不易的天然性质，增加其性能和引进新特性，自增塑淀粉制备工艺采用磨搓均化改性，以固相力学和力化学相结合的方法制备淀粉本体自增塑化。自增塑淀粉磨搓均化改性的设备选用高混机和超细磨粉机，高混机用于淀粉的活化及淀粉与助剂的均匀预混，关键是用超细磨粉机对淀粉与各助剂进行磨搓均化。超细磨粉机的刀片以1200r/min高速旋转产生离心力，物料在离心力的作用下被甩到叶片箱的箱壁上使其撞击而被粉粹，淀粉分子链被打断，同时利用其产生的高速风将淀粉细粉送至输送塔顶部，对不同粒度粉末进行分离，将未能达到细度的较大颗粒，将进入回料装置，通过螺旋输送装置再次送入主机继续进行磨搓，最后，这些合格细粉进入收粉器后收集起来，完成固相力学和力化学磨搓均化。调节筛档的斜刀片与锥体机壳间的间隙大小来控制物料细度，以便解决生物降解材料其难加工问题，实现淀粉/PLA、PBAT、PBS、PHA、PPC等共混材料的增塑。
自增塑淀粉经实验、产业化优化的配方和独特的磨搓工艺，淀粉颗粒粉粹过程中产生的力化学效应对不相容聚合物混合物的增容，生物降解树脂的增塑、粘度不匹配共混物体系的有效混合，制备的自增塑淀粉在填充生物降解塑料中淀粉的填充量大有提高，在保证制品的质量下，缩短塑化时间，保证加工性能，可降低成本，加快降解速度。自增塑淀粉降解速率的影响因素主要包括温度、湿度、酸碱度及使用环境中加快降解速度的水分、菌落、微生物、动植物等。在农业生产和土地埋片的降解环境中，淀粉基塑料的链段发生断裂，材料力学性能下降，并逐渐破裂成碎片，在微生物和多种酶作用下，分解为葡萄糖小分子，最终产物是CO2和水。
淀粉的粒度大小直接影响淀粉在基质中的分散均匀性和制品的性能。淀粉颗粒越细，分散得越好，材料的力学性能越高，见表1，因产率和成本问题本发明选筛自增塑淀粉颗粒的大小尺寸为200-350目，是足以达到制品的国家标准的，因此对淀粉固相磨搓工艺是极优的选择。
表1 PBAT/自增塑淀粉粒径对力学性能的影响
注：PBAT/自增塑淀粉=70/30
与传统塑料制品相比，自增塑淀粉基材料及制品的优势表现在以下方面:
a、性能：具有与传统塑料制品相同或相近的性能；
b、环保：自增塑淀粉基塑料及制品具有节约石油资源，减少二氧化碳排放，具有完全生物降解&可堆肥，实现垃圾无害化处理；
c、安全：自增塑淀粉基材料及制品不含双酚A、重金属等有害物质，符合国家食品级塑料标准，生产全过程对操作人员健康无影响；
d、生产工艺：生产过程比较温和，没有高压、有毒、有害、噪音，无三废排放，绿色产品绿色生产；
e、成本：自增塑淀粉基分解塑料制品因受生物降解聚酯价格的影响，成本略高于普通塑料。
综上所述，本发明通过加入一定量的增塑剂可以削弱淀粉分子中的氢键作用，大大降低其玻璃化温度，由此实现淀粉的塑化加工，聚乙二醇是一种环保型增塑剂，聚乙二醇分子链是柔性连段，当加入聚乙二醇后，能提高树脂分子链的柔顺性，树脂分子链的运动能力增加，自由体积增加，所以能改善树脂的Tg降低；同时滑石粉作为小分子方便在树脂中，能促进树脂分子键运动，从而促进结晶。
本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (5)
1.一种自增塑淀粉，其特征在于，该淀粉以重量份计包括：
淀粉 92～97份
偶联剂 0.5～1.5份
硬脂酸锌 0.2～0.5份
二氧化钛 0.1～0.3份
滑石粉 0.5～1.5份
抗氧剂 0.1～0.3份
润滑剂 0.1～0.2份
增塑剂 1～4份；
所述偶联剂为异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯；
所述增塑剂为聚乙二醇、甘油复合增塑剂，聚乙二醇和甘油的体积比为2:1；
所述淀粉的制备方法包括以下步骤，
S1：将淀粉投入高混机锅中，在搅拌速度为1200rpm的搅拌状态滴加与水1:1稀释的偶联剂，滴加时间在4～5min内完成；
S2：加入二氧化钛、滑石粉、抗氧剂、硬脂酸锌、润滑剂和增塑剂，在搅拌速度为1200rpm搅拌4～5min，得到预磨料；
S3：将预磨料加入到超细磨粉机中研磨混炼至200目～325目通过管道风送到收粉器，即制得均化的自增塑淀粉。
2.根据权利要求1所述的一种自增塑淀粉，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种自增塑淀粉，其特征在于，所述滑石粉为结晶成核剂，选用3000目。
4.根据权利要求3所述的一种自增塑淀粉，其特征在于，所述抗氧剂为1010抗氧剂、300抗氧剂或168抗氧剂的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的一种自增塑淀粉，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110759555.4A CN113402778B (zh) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | 一种自增塑淀粉及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110759555.4A CN113402778B (zh) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | 一种自增塑淀粉及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113402778A CN113402778A (zh) | 2021-09-17 |
| CN113402778B true CN113402778B (zh) | 2022-10-25 |
Family
ID=77681273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110759555.4A Expired - Fee Related CN113402778B (zh) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | 一种自增塑淀粉及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113402778B (zh) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1618851A (zh) * | 2004-10-15 | 2005-05-25 | 天津大学 | 热塑性淀粉材料的制备方法 |
| CN103205021A (zh) * | 2012-01-11 | 2013-07-17 | 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 | 热塑性淀粉与pbat共混物及其制备方法 |
| CN103265731B (zh) * | 2013-06-05 | 2015-08-26 | 宁波高新区金杉新能源科技有限公司 | 可降解热塑性淀粉材料及其制备方法 |
| CN108690246A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-10-23 | 南京博方生物科技有限公司 | 一种热塑性淀粉及其制备方法与应用 |
-
2021
- 2021-07-06 CN CN202110759555.4A patent/CN113402778B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113402778A (zh) | 2021-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103992517B (zh) | 一种可连续化生产全降解淀粉基塑料合金及其制备方法 | |
| CN100429266C (zh) | 可环保塑料合成纸及其制备方法 | |
| CN101805499B (zh) | 一种全降解热塑复合材料及其片材 | |
| CN111961322B (zh) | 聚（4-羟基丁酸酯）生物可降解包装薄膜及其制备方法 | |
| WO2016015508A1 (zh) | 一种秸秆生物质的改性及其使用方法 | |
| CN101649072B (zh) | 一种全降解生物材料及其薄膜制品 | |
| WO2008028356A1 (fr) | Granulés de mélange-maître biodégradables et résistants à la chaleur renforcés par une combinaison de matières inorganiques et préparation de ces granulés | |
| CN101735581A (zh) | 一种全生物质基复合材料及其制备方法和用途 | |
| CN102277005A (zh) | 一种高填充的全生物降解包装材料 | |
| CN100429263C (zh) | 完全生物降解淀粉/聚酯塑料及其制备方法 | |
| CN113637299B (zh) | 一种耐热耐冲击聚乳酸复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN111410822B (zh) | 一种pbat/pla淀粉基完全生物降解材料及其制备方法 | |
| CN106317816A (zh) | 一种低成本增韧聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN112358708A (zh) | 一种高淀粉含量生物降解吹膜改性材料及其制备方法 | |
| CN105838047A (zh) | 一种可生物降解改性木质素颗粒及其制造方法 | |
| CN112341650A (zh) | 一种可堆肥化全降解薄膜及其制备方法 | |
| CN100374270C (zh) | 一种共混生物降解材料的生产方法 | |
| CN112940389A (zh) | 一种厌氧降解材料及其制备方法 | |
| CN102134380A (zh) | 一种可完全生物降解复合材料及其制备方法 | |
| CN113402778B (zh) | 一种自增塑淀粉及其制备方法 | |
| CN102424719A (zh) | 含稻草粉的改性聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN101798400A (zh) | 一种环保降解型复合改性母粒及其制备方法 | |
| CN102408588B (zh) | 非主粮植物变性淀粉制作的全生物分解树脂的制备方法 | |
| CN113429751A (zh) | 一种生物降解功能粒料及其制备方法 | |
| CN102604344A (zh) | 聚己内酯/聚丁二酸丁二醇酯复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20221025 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |