CN114230907A - 由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法，其具体方案为：50%‑85%的干淀粉、15%‑50%的淀粉塑化剂与0‑20%的加工助剂熔融混合后制得塑化淀粉；3%‑50%的塑化淀粉与50%‑90%的塑料树脂、0‑20%的加工助剂熔融混合后制得可生物降解母料，其特征在于，所述干淀粉的含水量在3%以下，且淀粉颗粒内部的组织结构主要为无定形态。

Description

由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法

技术领域

本发明涉及可生物降解塑料领域，尤其涉及由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法。

背景技术

随着环保要求的提高和环保政策的执行，对塑料产品来说，在包装材料和一次性塑料制品领域，已有诸多产品强制使用可生物降解塑料。目前市面上成熟的可生物降解塑料有聚乳酸（PLA）、二元酸和二元醇共聚酯（PBAT、PBS等）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等。但是受限于技术和工艺，PLA、PBAT、PHA等产品的价格远远超过了石油基塑料的价格。因此，工艺生产中，常常在PLA、PBAT可生物降解塑料中加入一定量的玉米淀粉、木薯淀粉来降低生产成本，增加竞争性。现有添加淀粉的工艺通常是将淀粉与PLA等生物可生物降解树脂直接在设备中对二者进行混合和后续加工。由于淀粉和生物可生物降解树脂的组成、结构和成分不同，导致添加淀粉后产品的性能会严重下降，因而也就限制了淀粉在制备可生物降解塑料制品中的添加量。

商品淀粉的水分含量约为13%左右。已有技术和工艺表明，水分是淀粉很好的塑化剂，故现有不少技术中常常保持淀粉的一定水分，以有利于获得塑化淀粉。但是申请人研究发现，淀粉添加后会导致PLA、PBAT等生物降解树脂的机械性能和加工性能下降，而导致性能下降的一个非常重要原因就在于淀粉本身含有的水分。水分含量越多，产品性能下降得会越厉害，原因在于，水分不但会造成淀粉与PLA、PBAT等生物降解树脂的相容性进一步下降，也会导致PLA、PBAT等自身性能的降低。因而，要想使淀粉与生物降解树脂更好的结合，就必须降低淀粉中的水分含量。水分含量越低，则越能降低水分对生物可生物降解树脂性能的影响。但是，由于部分水分会在淀粉中与淀粉的羟基形成氢键，以结合水的形式存在，因而当淀粉中的水分下降到一定数值后（如含量13%），就很难再继续去除。故现有技术中鲜见有关于将淀粉的含水量降低到3%及以下的报道。

公开号为CN101935440A的中国专利中提到将淀粉烘干至0.5-1%，但是未能公开相关烘干的过程及技术，也未能淀粉干燥后的组织结构状况。故此，能够在较短时间、在耗能较少的情况下获得低水分含量的干淀粉以及干淀粉与树脂的合金，在可生物降解塑料领域是一个还未能解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法，其具体方案为：50%-85%（重量）的干淀粉、15%-50%（重量）的淀粉塑化剂与0-20%（重量）的加工助剂熔融混合后制得塑化淀粉；3%-50%（重量）的塑化淀粉与50%-90%（重量）的塑料树脂、0-20%（重量）的加工助剂熔融混合后制得可生物降解母料，其特征在于，所述干淀粉的含水量在3%以下，且淀粉颗粒内部的组织结构主要为无定形态。

优选地，其中干淀粉的制备步骤是：

（1）将合适量水分加入淀粉，水的加入量能够使淀粉中的水分含量达到15-30%wt；

（2）将步骤（1）中的淀粉在膨化机中膨化，得到淀粉膨化体；

（3）干燥淀粉膨化体，使淀粉膨化体的水分含量不超过3%，经粉碎后制得干淀粉。

优选地，其中干淀粉的制备步骤是：

（1）将淀粉和水同时加入膨化机，其中加入水的量能够满足水分占到总重量的15-30%wt；

（2）通过膨化机对步骤（1）中的淀粉和水进行膨化，经粉碎后得到淀粉膨化体；

（3）干燥淀粉膨化体，使淀粉膨化体的水分含量不超过3%wt，制得干淀粉。

优选地，其中干淀粉的制备步骤是：

（1）从湿磨法淀粉加工工序中选取含水量为15-30%wt的半湿淀粉；

（2）将半湿淀粉在膨化机中膨化，得到淀粉膨化体；

（3）干燥淀粉膨化体，使淀粉膨化体的水分含量不超过3%，经粉碎后制得干淀粉。

优选地，其中干淀粉的制备步骤是：

（1）选用从湿磨法淀粉生产工艺中得到的湿淀粉，将湿淀粉的含水量干燥至15-30%wt，得到半湿淀粉；

（2）将半湿淀粉在膨化机中膨化，得到淀粉膨化体；

（3）干燥淀粉膨化体，使淀粉膨化体的水分含量不超过3%，经粉碎后制得干淀粉。

优选地，其中干淀粉的水分含量不超过1%wt。

优选地，其中塑化剂为甘油、乙二醇、山梨醇、尿素、甲酰胺、乙酰胺中的一种或者其组合。

优选地，其中加工助剂为硬脂酸、固体石蜡、聚乙烯蜡中的一种。

优选地，其中改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种。

优选地，其中步骤（3）中的干燥方法为热风干燥，热风温度为80---150摄氏度。

与现有技术相比，本发明创新性在于干淀粉的制备方法以及干淀粉的使用，表现在：

第一，采用了欲进先退的技术思路。

本发明的目的在于降低普通淀粉中的水分含量，得到干淀粉。但本发明的第一步则是向淀粉中加入一定量的水。加水的原因在于：

1、作为淀粉的加工助剂和塑化剂。正常情况下，淀粉是粉状物，当将淀粉加入到膨化机中时，如果淀粉的含水量较少（如小于15%时），会导致螺杆打滑，无法将其前推进；而当淀粉的含水量增大时，由于水分对淀粉颗粒间的粘结作用，可促使螺杆带动淀粉向下一级运动，从而防止螺杆的打滑现象，淀粉此时起到加工助剂的作用；另外，淀粉虽在膨化机螺腔内受到挤压和高温的作用，但膨化机的工作状况还无法改变其刚性的、固体的状态，而水能够在该条件下将淀粉塑化，从而使其由刚性向柔性转化，由固体向流体转化，此时水起到了塑化剂的作用，含水量越大，塑化效果越好。故对商品淀粉进行塑化加工时，往往要求其含水量应不低于15%。当然，如果所加入的水分过高，如超过40%，则会导致淀粉刚加入膨化机时对螺杆、和挤出机腔体的粘黏，以及在挤出机的后部将淀粉塑化成黏性较低的液态，而这也不利于加工。经实验，当淀粉中的水分含量达到15%时，就可以将淀粉在挤出机中进行挤出膨化，含水量在18-25%时，加工效果较佳，当含水量超过30%时，淀粉因湿度较大，加工状况会越来越差。因而，可从加工工艺出发，可控制添加的水量。另一方面，当淀粉的含水量较少时，会导致淀粉的熔融温度偏高，不利于将淀粉充分塑化。

2、作为淀粉的膨化剂。本发明的一个技术手段是将淀粉进行膨化，而水恰好会起到了膨化剂的作用。实验证明，淀粉中的水分含量在13%时，淀粉就可以在膨化机中膨化，含水量越高，膨化效果越好。但考虑到淀粉的塑化要求以及成本因素，通常选择淀粉的含水量为18%--22%左右。

第二、淀粉经过膨化，会产生两个效果，显著不同于现有的直接加入到可生物降解材料中的普通淀粉：

其一，淀粉的存在状态改变：经过膨化机膨化，淀粉会由粉状变成为多孔的、蓬松的块状，相对于粉料，蓬松、多孔的形态的会非常有利于淀粉的干燥。

其二，淀粉的结构发生了变化：有资料披露，淀粉颗粒由结晶区和无定形区两部分组成。申请人发现，在将淀粉应用于塑料领域时，两部分对最终淀粉产品的性能影响不同。无定形部分，因为其排列的无序性，对淀粉的塑化过程和产品的塑性有利；而结晶部分，由于结晶体的存在，反而不利于淀粉的塑化加工。从工艺角度讲，降低淀粉颗粒中的结晶部分的含量，会有助于淀粉的塑化加工。基于此，当淀粉进行膨化时，在膨化机的高温高压、以及水作为塑化剂的塑化作用下，淀粉颗粒内部的结晶结构会被打破，促使其由结晶态转变为无定形态，此状况下的淀粉通过模口出膨化机时，水又起到膨化剂的作用，将淀粉膨化为多孔的、疏松的固体块状物，经分析，固体块状物的内部结构仍为无定形态。总之，淀粉经过膨化后，内部结构会发生不同于原先淀粉的变化，会极大改善其塑化成型时终产品的性能。

第三、淀粉在膨化状态下进行干燥，能够克服现有技术的不足，很容易的将淀粉中的水分含量降低到3%以下，1.5%以下，1%以下，甚至0.5%以下。淀粉在膨化状态下容易干燥的原因在于：1、如前所述，淀粉出膨化机后，会以蓬松状的、多孔状的块状物的形式存在，与粉态淀粉相比，该形式会有助于淀粉中水分的挥发，有助于依靠现有的干燥手段对淀粉进行深度干燥；2、申请人研究发现，水在淀粉中存在的形式有两种状态：一种是自由水，自由水与淀粉分子的结合是松散的。当干燥时，自由水可以较容易地从淀粉内干燥掉；另一种为结合水，表现为水和淀粉分子间以氢键的形式结合成为固定的水合物。当普通淀粉干燥时，结合水由于氢键的作用，其很难从淀粉中分开，除非耗费额外较大的能量。现有的淀粉中的含水量当降低到13%后再难以继续去除的原因，就在于结合水的影响。申请人进一步发现，结合水主要存在于淀粉颗粒的结晶区，而自由水主要存在于无定形区。当淀粉在膨化机中经过挤压、加热后，其结晶部分的结晶态会转变成无定形态，这样结合水也就转变为自由水，从而会较容易的从淀粉中通过现有干燥手段进行去除。这也是本发明方案的关键机理所在。另外，无定形态的淀粉及所含水分经过膨化机的模口时，在高温、高压的作用下，水分会瞬间转变为气体，且会大部分挥发掉而不是继续存在于淀粉中；同时，水分由液体转变为气体的同时，会将淀粉进行膨化，使淀粉转变为内外多孔的、蓬松的固体块状形式。而这种形式又非常利于通过干燥装置再次对其中的水分进行去除。这样，在加工的开始虽然向淀粉中添加了水分，但是，通过挤压、膨化和干燥，反而更容易地将淀粉中的水分去除。再者，淀粉在块状形态下干燥时，操作要更简便，相对于粉状的普通淀粉干燥，其不易着火，更不易发生粉尘爆炸。

第四、干淀粉为一应用型的新材料。

依据前述分析，申请人对干淀粉的定义为：含水量在3%以下、淀粉内部组织结构主要呈无定形态的淀粉为干淀粉。由于淀粉具有半结晶性质，因而在偏光显微镜下，可以明显看到马耳他双折射现象，即普通淀粉中存在结晶区域。而对干淀粉来说，在偏光显微镜下观察不到马耳他双折射现象，由此表明，干淀粉内部组织中的结晶态消失，转变成了无定形态。另外，与普通淀粉相比，干淀粉可以快速溶解于水中，而普通淀粉在水中大部分是不溶解的，由此也表明，淀粉内部的组织发生了转变。

干淀粉的外部形态可以是片状的，块状的，条状的。当然，为了有利于包装和运输，也可以同普通淀粉一样为粉状的，但为了后续加工的便利性，不宜将其粒度降低的太小，因为，当和其他可生物降解材料混合加工时，较细的粉料不易于加工。当前市场上未发现有干淀粉的商品进行销售，现有技术中，也未发现关于干淀粉概念的表述、干淀粉的制备工艺以及用干淀粉与树脂来制备生物降解塑料的方法。

第五、干淀粉与塑料树脂混熔后，其力学性能明显优于现有技术。

表一为质量分数为70%的淀粉（不同水分）与30%的甘油在挤出机中混溶后，造粒，得到塑化淀粉，20%的塑化淀粉再与80%的PBAT聚酯制备的可生物降解材料所测得的性能：。

表一：

由该表可知，干淀粉与PBAT所制备的合金的机械性能明显好于普通淀粉，并且干淀粉的含水量越低，可生物降解材料的性能越高，当含水量低于3%时，整体性能明显变好，而水分含量低于1%，性能可以达到较佳状态，考虑到干燥成本及获取性能的关系，将淀粉膨化体的含水量降低到1%左右，为较佳的方式。如干淀粉与PE、PP、PLA等树脂进行混合测试，可以得到类似的结果。

以下再对本发明做进一步具体说明：

在几个涉及到干淀粉制备的优选方案中，步骤（1）目的都是为了获得超出普通淀粉水分含量的淀粉。淀粉中水分的含量为15-30%wt的理论依据前面已作出阐述，工艺中合适的添加量要结合膨化工艺进行选择。当膨化机的转速较高时，湿淀粉的含水量可以低一点，如18%以下，但最好不要低于15%。当膨化机的转速较低时，湿淀粉的含水量可以高一些，如当膨化机的转速为50r/h，湿淀粉的含水量达到30%时，仍然可以在单螺杆膨化机中进行膨化。一个优选方案的技术手段是将先将水分与普通淀粉混合后，再到膨化机膨化；一个是将水分和淀粉同时加入膨化机，在膨化机中进行混合；另外两个则是直接选用了淀粉生产工序的非商品淀粉。

淀粉的生产工艺，参见中国轻工业出版社出版、白坤编著的《玉米淀粉工程技术》，目前中国、以及美国的淀粉生产主要使用的是湿磨法工艺技术。其中，生产工艺的脱水环节描述，淀粉经刮刀离心机分离，得到湿淀粉和滤液，其中湿淀粉的水分含量大约38%；干燥环节描述，湿淀粉进入气流干燥系统中的干燥管中，将淀粉颗粒内部和外部的水分除去，得到商品淀粉，商品淀粉的水分含量≤14%。

优选方案中的湿淀粉即取自干燥环节前的湿淀粉；半湿淀粉则是选择干燥环节中的淀粉：湿淀粉进入到气流干燥系统干燥时，无需干燥到含水量≤14%的程度，而是只干燥到含水量为15-30%即可。这样既可以降低干燥成本，又可以直接将该半湿淀粉应用于本发明。

本发明所涉的膨化机可以是单螺杆的、双螺杆的或者三螺杆的、有加热配置的挤出机，为常见设备，常应用于食品领域和饲料领域。相对于塑料领域用挤出机，膨化机的的转速稍高一些，大致范围为20-200转，也可以更高，其选择与工艺要求的膨化压力及模口大小以及膨化机的其他参数等相关。如专利CN1049271A披露，膨化机轴的转速为30-100转/分。膨化机的工作温度设置要达到膨化的要求，一般情况下要高于110℃。

淀粉膨化体的形状可以是膨化机挤出的原有形状，如长条状、团粒状等，也可以对其进行适当破碎（最好经预干燥，如风机吹干，干燥至含水量小于15%），如打碎成小片状或者块状，或者是粉状，但从步骤（3）的干燥便利角度，最好不要磨成太细的粉状，如大于100目。

不同于普通淀粉的粉状，淀粉膨化体的外观形状为固体，呈条状、块状或粒状等形式，因而其干燥时可以采用更灵活的干燥方式，如热风干燥，而这也是普通淀粉干燥所不能采取的方式。热风可来源于热风机，从效率角度，热风的温度越高越好，但是，当热风温度超过170℃时，淀粉会有变黄现象；如温度过低，如低于20℃，则干燥的效果较差，且效率很低。因而热风适宜的温度为80-150℃，最好为110-130℃。其他如烘干干燥、真空干燥、微波干燥等的方式也完全可适用于淀粉膨化体的干燥。并且当采用这些干燥的方式时，由于淀粉膨化体相对于普通淀粉具有多孔及蓬松的形状，淀粉中的水分更易挥发和去除。其中热风干燥、烘干干燥以及真空干燥等形式，均是常规的操作手段。

表二为膨化体干燥与商品淀粉干燥的耗能对比：

其中，淀粉膨化体1的粒径0.1--0.5mm，淀粉膨化体2的粒径为1-2mm；起始质量均为100g；烘干机的干燥温度为130℃；淀粉的含水量为质量百分数（%）。

表二：

由表二实验数据可知，普通淀粉干燥到2%以下是非常困难的，而对于两种淀粉膨化体来说，在30分钟内均可以轻易地干燥到水分含量为2%以下，且在40分钟以内，就可干燥到1%以下。当干燥到3%以下时，普通淀粉的耗能要超出淀粉膨化体的2倍以上。由此看出，相对于普通淀粉，淀粉膨化体更容易干燥彻底，且节省时间、节省能源。另外，对淀粉膨化体1和2来说，粒径小反而干燥起来相对困难，因而淀粉膨化体干燥时，其粒径不易太小。

本发明中的淀粉塑化剂为现有技术中应有于淀粉的、除水以外的其他塑化剂，包括但不限于甘油、乙二醇、山梨醇、甲酰胺、乙酰胺与尿素，其中，甘油相对于其他塑化剂来说为最理想的塑化剂。在制备塑化淀粉时，塑化剂的添加量为15%-50%（重量）。由于干淀粉中几乎没有水分，相对于普通淀粉，塑化剂的添加量要多一些。以甘油为例，当添加量为15%，部分干淀粉不能塑化；但是当添加量达到50%时，塑化淀粉则太软，影响造粒等下一步工艺，合适的添加量为20%-30%。

本发明中，塑料树脂可以为生物降解树脂，如PBAT、PLA等，也可以为传统的塑料树脂，如PP、PE、PLA等。塑化淀粉与塑料树脂的熔融混合为常规的技术设备和技术手段。

塑化淀粉的添加量应以3%-50%（重量）为宜，当添加量较小时，如小于3%，则不能达到降低成本的目的；但是如果超过50%，则会导致最终产品的应用性能不好，因而合适的添加量为10-30%。添加量的多少有时候还与产品的类型有关，如当产品为膜类时，添加量不宜超过30%；当产品为板材时，可以则添加40-50%的量。

干淀粉制备的生物降解塑料母料在加工时，有时候要根据产品的功能需要或者工艺需要添加一定量加工助剂，加工助剂包括润滑剂、偶联剂、稳定剂等。润滑剂可选用石蜡、硬脂酸等，添加量不超过5%，一般1-3%即可。偶联剂可选用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂等，添加量一般在3-10%左右。本发明中，加工助剂的总量一般不超过20%。加工助剂环节可以在塑化淀粉制备环节添加，也可以在制备生物降解塑料母料环节添加。

有益效果：

1、干淀粉制备的可生物降解塑料母料的力学性能要优于普通淀粉制备的母料；

2、本发明提供了新型的、可应用于制备可生物降解塑料的干淀粉及其制备方法。

具体实施方式

实施例1

淀粉5000g（商品淀粉，水分含量13.4%wt），水420g，在高速混料机中混合10分钟，得到湿淀粉，将湿淀粉连续加入到膨化机中，其中膨化机为双螺杆，螺杆直径35mm，转速150r/min，加热区为3个，温度设置为90℃、120℃、120℃，口模直径为3mm。湿淀粉经膨化机挤压、加热及膨化，得到淀粉膨化体；淀粉膨化体通过鼓风机风冷干的预干燥，测得淀粉膨化体的含水量为10.5%--12.5%。后用破碎机将预干燥的淀粉膨化体破碎成小片状，取250g，放在电烘箱中进行烘干，烘箱的温度设为120℃。40分钟后，取8.87g样品在水分检测仪中测量，淀粉的含水量为0.76%，得到干淀粉。

取300g的甘油与700g的干淀粉在混料机中混料20分钟，然后将混合料均匀加入一试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速10rpm，三个加热区，加热温度依次为：140℃、130℃、80℃，模口直径为1mm。挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的塑化淀粉；把300g塑化淀粉与700g的PP在混料机中混合均匀，并投放到试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速6rpm，三个加热区，加热温度依次为：180℃、180℃、80℃，模口直径为1mm，挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的可生物降解母粒。

实施例2

淀粉5000g（商品淀粉，水分含量13.4%wt），水420g，在高速混料机中混合10分钟，得到湿淀粉，将湿淀粉连续加入到膨化机中，其中膨化机为双螺杆，螺杆直径35mm，转速150r/min，加热区为3个，温度设置为90℃、120℃、120℃，口模直径为3mm。湿淀粉经膨化机挤压、加热及膨化，得到淀粉膨化体；在膨化机的工序后设有一热风机，热风机风口温度为150℃，从口模出来的淀粉膨化体立即通过热风机进行干燥，10分钟后，测得淀粉的含水量为1.54%，得到干淀粉。与实施例1相比，本工艺得到干淀粉消耗的时间更少。

取300g的甘油与700g的干淀粉、30g的聚乙烯蜡在混料机中混料20分钟，然后将混合料均匀加入一试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速10rpm，三个加热区，加热温度依次为：140℃、130℃、80℃，模口直径为1mm。挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的塑化淀粉；把300g塑化淀粉与700g的PABT在混料机中混合均匀，并投放到试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速6rpm，三个加热区，加热温度依次为：145℃、140℃、80℃，模口尺寸为0.3*10mm，挤出后得到板材状的可生物降解母料。

实施例3

购得一玉米淀粉厂的淀粉5000g，经测，水分含量13.2%wt。挤出机进料口处额外再设置有一进水管口。水通过该管口流入到进料口。将淀粉和水同时连续加入到膨化机中，其中淀粉和水按照7:1（质量比）的比例加入。膨化机为双螺杆，螺杆直径35mm，转速150r/min，加热区为3个，温度设置为90℃、120℃、120℃，口模直径为3mm。淀粉经膨化机挤压、加热及膨化，得到淀粉膨化体；淀粉膨化体通过鼓风机的预干燥，测得淀粉膨化体的含水量为11.3%--11.8%。后用破碎机将预干燥的淀粉膨化体破碎成小片状，取250g，放在电烘箱中进行烘干，烘箱的温度设为120℃。40分钟后，经测量，淀粉的含水量为0.54%。得到干淀粉。

取300g的甘油与700g的干淀粉在混料机中混料20分钟，然后将混合料均匀加入一试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速10rpm，三个加热区，加热温度依次为：140℃、130℃、80℃，模口直径为1mm。挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的塑化淀粉；把300g塑化淀粉与700g的PABT、50g聚乙烯蜡、15g的钛酸酯偶联剂在混料机中混合均匀，并投放到试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速6rpm，三个加热区，加热温度依次为：145℃、1140℃、80℃，模口直径为1mm，挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的可生物降解母粒。

实施例4

购得一玉米淀粉厂的淀粉5000g，经测，水分含量13.2%wt。挤出机进料口处额外再设置有一进水管口。水通过该管口流入到进料口。将淀粉和水同时连续加入到膨化机中，其中淀粉和水按照7:1（质量比）的比例加入。膨化机为双螺杆，螺杆直径35mm，转速150r/min，加热区为3个，温度设置为90℃、120℃、120℃，口模直径为3mm。湿淀粉经膨化机挤压、加热及膨化，得到淀粉膨化体；在膨化机的工序后设有一热风机，热风机风口温度为150℃，从口模出来的淀粉膨化体立即通过热风机进行干燥，10分钟后，测得淀粉的含水量为1.09%，得到干淀粉。与实施例3相比，本工艺得到干淀粉消耗的时间更少。

取300g的乙二醇与700g的干淀粉在混料机中混料20分钟，然后将混合料均匀加入一试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速10rpm，三个加热区，加热温度依次为：140℃、130℃、80℃，模口直径为1mm。挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的塑化淀粉；把300g塑化淀粉与700g的PABT在混料机中混合均匀，并投放到试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速6rpm，三个加热区，加热温度依次为：130℃、130℃、80℃，模口直径为1mm，挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的可生物降解母粒。

实施例5

从某一淀粉厂定制水分含量为20%的半湿淀粉。将5kg半湿淀粉连续加入到膨化机中，其中膨化机为双螺杆，螺杆直径35mm，转速150r/min，加热区为3个，温度设置为90℃、130℃、120℃，口模直径为1mm。湿淀粉经膨化机挤压、加热及膨化，得到膨化淀粉；在膨化机的工序后设有一热风机，热风机风口温度为150℃，从口模出来的膨化淀粉立即通过热风机进行干燥，6分钟后，测得淀粉的含水量为1.47%，得到干淀粉。与实施例4相比，本工艺得到干淀粉消耗的时间更少。

取100g的甘油、200g乙酰胺与700g的干淀粉在混料机中混料20分钟，然后将混合料均匀加入一试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速10rpm，三个加热区，加热温度依次为：140℃、130℃、80℃，模口直径为1mm。挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的塑化淀粉；把200g塑化淀粉与800g的PBAT在混料机中混合均匀，并投放到试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速6rpm，三个加热区，加热温度依次为：160℃、160℃、80℃，模口直径为1mm，挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的可生物降解母粒。

实施例6

从某一淀粉厂购得含水量为37.4%的湿淀粉。将5kg湿淀放入烘干机中进行干燥，等其含水量达到20%时取出，得到半湿淀粉；然后将半湿淀粉连续加入到膨化机中，其中膨化机为双螺杆，螺杆直径35mm，转速150r/min，加热区为3个，温度设置为90℃、130℃、120℃，口模直径为1mm。半湿淀粉经膨化机挤压、加热及膨化，得到膨化淀粉；膨化淀粉通过鼓风机进行风干燥，干燥完后测得膨化淀粉的含水量为12.6%。后用破碎机将预干燥的膨化淀粉破碎成粒状，粒状直径为0.5-2mm，取250g，放在电烘箱中进行烘干，烘箱的温度设为130℃。30分钟后，经测量，淀粉的含水量为0.67%。得到干淀粉。

取300g的甘油与700g的干淀粉、30g的聚乙烯蜡在混料机中混料20分钟，然后将混合料均匀加入一试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速10rpm，三个加热区，加热温度依次为：140℃、130℃、80℃，模口直径为1mm。挤出料经切粒机热切粒，得到粒状的塑化淀粉；把400g塑化淀粉与600g的PABT在混料机中混合均匀，并投放到试验用挤出机中（单螺杆，直径为35mm），挤出机设定的参数是：转速6rpm，三个加热区，加热温度依次为：145℃、140℃、80℃，模口尺寸为0.3*10mm，挤出后得到板材状的可生物降解母料。

Claims (10)

1.一种由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于，步骤是：50%-85%重量的干淀粉、15%-50%重量的淀粉塑化剂与0-20%重量的加工助剂熔融混合后制得塑化淀粉；3%-50%重量的塑化淀粉与50%-90%重量的塑料树脂、0-20%重量的加工助剂熔融混合后制得可生物降解母料，所述干淀粉的含水量在3%以下，且淀粉颗粒内部的组织结构主要为无定形态。

2.根据权利要求1所述的由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于，其中干淀粉的制备步骤是：

（1）将合适量水分加入淀粉，水的加入量能够使淀粉中的水分含量达到15-30%wt；

（2）将步骤（1）中的淀粉在膨化机中膨化，得到淀粉膨化体；

（3）干燥淀粉膨化体，使淀粉膨化体的水分含量不超过3%wt，经粉碎后制得干淀粉。

3.根据权利要求1所述的由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于，其中干淀粉的制备步骤是：

（1）将淀粉和水同时加入膨化机，其中加入水的量能够满足水分占到总重量的15-30%wt；

（2）通过膨化机对步骤（1）中的淀粉和水进行膨化，经粉碎后得到淀粉膨化体；

（3）干燥淀粉膨化体，使淀粉膨化体的水分含量不超过3%wt，制得干淀粉。

4.根据权利要求1所述的由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于，其中干淀粉的制备步骤是：

（1）从湿磨法淀粉加工工序中选取含水量为15-30%wt的半湿淀粉；

（2）将半湿淀粉在膨化机中膨化，得到淀粉膨化体；

（3）干燥淀粉膨化体，使淀粉膨化体的水分含量不超过3%，经粉碎后制得干淀粉。

5.根据权利要求1所述的由干淀粉制备的可生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于，其中干淀粉的制备步骤是：

（1）选用从湿磨法淀粉生产工艺中得到的湿淀粉，将湿淀粉的含水量干燥至15-30%wt，得到半湿淀粉；

（2）将半湿淀粉在膨化机中膨化，得到淀粉膨化体；

（3）干燥淀粉膨化体，使淀粉膨化体的水分含量不超过3%，经粉碎后制得干淀粉。

6.根据权利要求1-5所述的任一应用于可生物降解塑料领域的干淀粉的制备方法，其中干淀粉的水分含量不超过1%wt。

7.根据权利要求1-5所述的任一应用于可生物降解塑料领域的干淀粉的制备方法，其特征在于，其中塑化剂为甘油、乙二醇、山梨醇、尿素、甲酰胺、乙酰胺中的一种或者其组合。

8.根据权利要求1-5所述的任一应用于可生物降解塑料领域的干淀粉的制备方法，其特征在于，其中加工助剂含有硬脂酸、固体石蜡、聚乙烯蜡中的一种。

9.根据权利要求1-5所述的任一应用于可生物降解塑料领域的干淀粉的制备方法，其特征在于，其中加工助剂含有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种。

10.根据权利要求2-5所述的任一应用于可生物降解塑料领域的干淀粉的制备方法，其特征在于，其中步骤（3）中的干燥方法为热风干燥，热风温度为80-150摄氏度。