CN116162276A - 一种耐水耐热性淀粉基吸管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐水耐热性淀粉基吸管及其制备方法，属于吸管技术领域。本发明以淀粉为原料，甘油为增塑剂，采用挤出法制备淀粉吸管，先对吸管进行回生处理抑制吸管在水中的溶胀，再以三偏磷酸钠为交联剂，对淀粉吸管进行交联改性，得到耐水性、耐热性好且机械性能优异的淀粉基吸管。本发明采用回生结合交联处理方法，交联后的吸管峰值粘度、衰减值降低，热稳定性提高，使淀粉吸管的机械强度、耐水性和耐热性提高，即使在温度较高液体中，吸管仍可长时间使用。

Description

一种耐水耐热性淀粉基吸管及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸管技术领域，尤其涉及一种耐水耐热性淀粉基吸管及其制备方法。
背景技术
多年来，研究人员在探索替代塑料吸管和解决环境问题的新材料方面做出了巨大努力。经过不断的筛选，目前塑料吸管的替代品主要有生物降解聚合物和天然植物性吸管(Timshina A,Aristizabal-Henao J J,Da Silva B F,et al.The last straw:Characterization of per-and polyfluoroalkyl substances in commercially-available plant-based drinking straws[J].Chemosphere,20 21,277:130238.)。聚乳酸吸管作为可生物降解聚合物的典型例子，其仍存在很多问题，尤其是原料(例如玉米中的乳酸)的高成本。此外，PLA的一个重要缺点是其耐热能力差，不适用于60℃以上的温度，而且与植物性材料相比，需要更严格的降解条件，限制了其作为一次性吸管的应用(Farah eta l.,2016)(Farah S,Anderson D G,Langer,R.Physical and mechanical prop ertiesof PLA,and their functions in widespread applications-Acomprehensi ve review[J].Advanced Drug Delivery Reviews,2016,107:367-392)。至于纸吸管等植物性吸管，虽然是塑料吸管最常用的替代品，但其力学性能仍相对有限。而且还需要粘合剂和额外的疏水涂层来弥补较差的防水能力，这会增加成本。尽管如此，纸吸管在饮料中仍然很快变软并容易塌陷，导致不愉快的用户体验。另外，市场上目前出现了一种“大米吸管”，这种吸管主要是由大米粉与其他淀粉(玉米淀粉、木薯淀粉等)复配制成。由于淀粉是多羟基分子，吸水性较强，湿强度较差；而且，耐热性差，所以“大米吸管”的耐水性、耐热性有待提高。因此，迫切需要一种具有优异机械性能和耐热性且水稳定的吸管。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐水耐热性淀粉基吸管及其制备方法，所制备的淀粉基吸管具有优异的机械性能和耐水、耐热性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种耐水耐热性淀粉基吸管的制备方法，包括以下步骤：
将淀粉、甘油和水混合，将所得混合物进行挤出成型，得到半成品吸管；
将所述半成品吸管调节水分含量后，进行老化处理，得到强化淀粉吸管；
将所述强化淀粉吸管与三偏磷酸钠溶液和碱液混合，在pH为10.5～11.5条件下进行交联反应，得到耐水耐热性淀粉基吸管。
优选的，所述淀粉包括玉米淀粉；所述甘油的质量为所述淀粉干基质量的7～15％，所述水的质量占所述淀粉干基质量的8～15％。
优选的，所述挤出成型所用挤出成型设备为QL32双螺杆挤出机；所述挤出成型的温度为80℃～110℃，主轴频率为18～21Hz，喂料频率为10～20Hz。
优选的，所述半成品吸管的管壁厚度为0.7mm～2mm。
优选的，所述调节水分含量后，所得吸管的水分质量含量为20～40％。
优选的，所述老化处理的温度为4℃，时间为3～24h。
优选的，所述强化淀粉吸管与三偏磷酸钠溶液中三偏磷酸钠的质量比为2:1。
优选的，所述交联反应的温度为40℃，时间为1～3h。
优选的，所述耐水耐热性淀粉基吸管的壁厚为1mm。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的耐水耐热性淀粉基吸管。
本发明提供了一种耐水耐热性淀粉基吸管的制备方法，以淀粉为原料，甘油为增塑剂，采用挤出法制备淀粉吸管，先对吸管进行回生处理，使吸管网络更加致密，抑制吸管在水中的溶胀，降低吸水能力，再在碱性条件下，以三偏磷酸钠为交联剂，对淀粉吸管进行交联改性，淀粉分子上的羟基与三偏磷酸钠分子的磷酸基团发生酯化反应，生成淀粉磷酸二酯；淀粉分子与三偏磷酸钠分子之间形成交联点，交联后的淀粉颗粒结构致密，耐水性、耐热性提高，从而得到耐水性、耐热性好且机械性能优异的淀粉基吸管。本发明采用回生结合交联处理方法，交联后的吸管峰值粘度、衰减值降低，热稳定性提高，使淀粉吸管的机械强度、耐水性耐热性提高，即使在温度较高液体中，吸管仍可长时间使用。
实施例的结果表明，本发明所制备的吸管无论在25℃水还是在60℃水中，交联吸管具有更好的力学性能、水稳定性。在25℃水中浸泡4h后，经交联2h的淀粉吸管的刚性和断裂力为612.03g/sec和2420.91g，为未交联淀粉吸管的61倍和16倍。在60℃水中浸泡30min后，交联3h的淀粉吸管的刚性和断裂力为289.04g/sec和3823.7g，为未交联淀粉吸管的19倍和9倍。交联提高了吸管的耐水性和耐热性。即使在水中浸泡24h后，吸管仍保持直的状态，可正常使用。且所制备的淀粉基吸管具有普遍适应性，在可乐、咖啡、牛奶、绿茶、果汁、0℃水、90℃水中等均可正常使用。
附图说明
图1为本发明制备耐水耐热性淀粉基吸管的流程图，a为流程示意图，b为交联反应示意图；
图2为CS、CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-1h、STMP-2h和STMP-3h的粘度特性图；
图3为CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-2h和STMP-3h的表面和截面扫描电镜图；
图4为CS、CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-2h和STMP-3h的红外光谱图；
图5为CS、CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-2h和STMP-3h的热重分析图；
图6为CSstraw、STMP-3h和Ricestraw在水中浸泡不同时间的图片；
图7为CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-3h、Paperstraw和Ricestraw的三点弯曲对比图；
图8为纸吸管(左)吸管和交联淀粉吸管(右)在碳酸饮料搅拌时的气泡诱导现象(a)，吸管在不同饮料和温度下的照片(b)。
具体实施方式
本发明提供了一种耐水耐热性淀粉基吸管的制备方法，包括以下步骤：
将淀粉、甘油和水混合，将所得混合物进行挤出成型，得到半成品吸管；
将所述半成品吸管调节水分含量后，进行老化处理，得到强化淀粉吸管；
将所述强化淀粉吸管与三偏磷酸钠溶液和碱液混合，在pH为10.5～11.5条件下进行交联反应，得到耐水耐热性淀粉基吸管。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料或试剂均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将淀粉、甘油和水混合，将所得混合物进行挤出成型，得到半成品吸管。
在本发明中，所述淀粉优选包括玉米淀粉。
在本发明中，所述甘油的质量优选为所述淀粉干基质量的7～15％，所述水的质量优选占所述淀粉干基质量的8～15％；更优选地，所述淀粉、甘油和水的质量比为2.5:0.25:0.25。本发明利用甘油作为增塑剂，使得吸管表面光滑。
本发明优选在搅拌条件下将所述淀粉、甘油和水混合均匀，本发明对所述搅拌的速率没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程将物料混合均匀即可。
在本发明中，所述挤出成型所用挤出成型设备优选为QL32双螺杆挤出机。
在本发明中，所述挤出成型的温度优选为80℃～110℃、更优选为90℃；主轴频率优选为18～21Hz，更优选为20Hz；喂料频率优选为10～20Hz，更优选为15Hz。在所述挤压成型过程中，淀粉、甘油和水的混合物受热、受压、剪切等使淀粉凝胶化。
本发明优选将所述挤压成型后的吸管经过长度为2m的冷却输送带后分切，得到半成品吸管。本发明对所述分切的过程以及所得吸管的长度没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
完成所述分切后，本发明优选将所得吸管置于40℃烘箱中烘干，得到半成品吸管。
在本发明中，所述半成品吸管的管壁厚度优选为0.7mm～2mm，更优选为1.0mm。
得到半成品吸管后，本发明将所述半成品吸管调节水分含量后，进行老化处理，得到强化淀粉吸管。
在本发明中，所述调节水分含量的过程优选为将所述半成品吸管浸泡于水中；本发明对所述浸泡的具体时间没有特殊的限定，达到所需水分质量含量即可。
在本发明中，所述调节水分含量后，所得吸管的水分质量含量优选为20～40％，更优选为30％。本发明通过控制吸管的水分含量利于淀粉吸管的老化，进而提高淀粉吸管的耐水性和力学性能。
在本发明中，所述老化处理的温度优选为4℃，时间优选为3～24h，更优选为6～12h。在所述老化过程中，淀粉链上的羟基以氢键相互作用相互缔合，重新排列形成很多低能态的有序化结晶结构，淀粉链间相互限制、约束，自由空间变小，导致吸水能力、黏度下降，强度增加。
完成所述老化处理后，本发明优选将所得吸管在40℃烘箱中烘干，得到强化淀粉吸管。
得到强化淀粉吸管后，本发明将所述强化淀粉吸管与三偏磷酸钠溶液和碱液混合，在pH为10.5～11.5条件下进行交联反应，得到耐水耐热性淀粉基吸管。
在本发明中，所述强化淀粉吸管与三偏磷酸钠溶液中三偏磷酸钠的质量比优选为2:1。
在本发明中，所述三偏磷酸钠(STMP)溶液的制备过程优选为将溶于40℃蒸馏水中，得到STMP溶液；所述STMP溶液的浓度优选为15wt％。
在本发明中，将所述强化淀粉吸管与三偏磷酸钠溶液和碱液混合优选为将用3mol/L的NaOH溶液将所述STMP溶液的pH值调节至11.3，将强化淀粉吸管(以根数形式折算质量)放入所得混合液中。
在本发明中，所述交联反应的温度为40℃，时间优选为1～3h，更优选为2h；本发明优选在所述交联反应过程中加入3mol/L的NaOH溶液调节pH为10.5～11.5，更优选为10.8，以便于交联反应的进行。
完成所述交联反应后，本发明优选将所得吸管浸泡于蒸馏水中，直至水中检测不到游离磷的存在，将交联处理后的吸管在室温下晾干，得到耐水耐热性淀粉基吸管。本发明对所述检测磷以及晾干的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述耐水耐热性淀粉基吸管的壁厚优选为1mm。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的耐水耐热性淀粉基吸管。
图1为本发明制备耐水耐热性淀粉基吸管的流程图，a为流程示意图，b为交联反应示意图；如图1所示，以玉米淀粉为例，本发明将玉米淀粉经过双螺杆挤出机成型后，回生和SRMP交联，制备耐水耐热性淀粉基吸管；由于淀粉的亲水性，水分子很快会渗透到玉米淀粉吸管网络中，使其溶胀，导致机械强度下降，即湿强度不够。在高浓度三偏磷酸钠溶液中，玉米淀粉吸管仍会溶胀很大，即使发生交联，在烘干的过程中会裂开。为了抑制吸管在交联过程中的溶胀程度，在交联前先对吸管进行回生处理，使吸管网络更加致密，降低吸水能力。然后在碱性条件下，淀粉分子上的羟基与三偏磷酸钠分子的磷酸基团发生酯化反应，生成淀粉磷酸二酯。淀粉分子与三偏磷酸钠分子之间形成交联点，交联后的淀粉颗粒结构致密，耐水性、耐热性提高。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将2.5kg玉米淀粉、0.25kg甘油和0.25kg水混合，搅拌均匀，将所得混合物置于QL32双螺杆挤出机中，在90℃，主轴频率为20Hz、喂料为15Hz(喂料频率)的挤压条件下挤出，经过长度2m的冷却输送带后分切，得到管壁厚度为1.0mm、长度20cm的吸管，置于40℃烘箱中烘干，得到玉米淀粉半成品吸管，记为CSstraw；
将所述半成品吸管在水中浸泡后使其水分含量为30％，置于4℃环境下老化处理6h，再置于40℃烘箱中烘干，得到淀粉吸管，记为CSstraw30％-6h；
将150gSTMP溶于1000mL蒸馏水(40℃)中，得到STMP溶液(15wt％)，用3mol/L的NaOH溶液将STMP溶液pH调节至11.3，然后将60根CSstraw30％-6h(300g)放入所得混合物中，在40℃恒温水浴中分别反应1h、2h、3h；反应期间加入3mol/L的NaOH溶液使体系pH保持在10.8，反应结束，将所得吸管在蒸馏水中浸泡，直至水中检测不到游离磷的存在，之后将交联处理后的吸管在室温下晾干，得到壁厚为1mm的耐水耐热性淀粉基吸管；
其中，用STMP交联处理1h的吸管命名为STMP-1h，用STMP交联处理2h的吸管命名为STMP-2h，用STMP交联处理3h的吸管命名为STMP-3h。
表征及性能测试
1)利用快速粘度分析仪分析STMP改性对吸管糊化特性的影响。将所制备的吸管研磨并过100目筛，得到吸管粉末；准确称取样品3.0g和25.0g蒸馏水置于粘度计测量杯中，搅拌均匀。测试中经历两个阶段，先加热后降温：从50℃开始加热到90℃，再降温至50℃。此过程所需时间为13min，得到样品的粘度曲线，见图2。
图2为CS、CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-1h、STMP-2h和STMP-3h的粘度特性图；其中，CS为玉米淀粉，CSstraw为玉米淀粉吸管，CSstraw30％-6h为30％水分含量下老化处理6h的玉米淀粉吸管，STMP-xh为交联处理的玉米淀粉吸管，X代表交联时间；
采用交联淀粉的粘度衡量交联程度，CS、CSstraw、CSstraw30％-6h与STMP-1h、STMP-2h、STMP-3h的粘度随温度的变化曲线如图2所示。从图2中可以看出，STMP-1h、STMP-2h、STMP-3h的衰减值分别为437cp、199cp、1cp，随着交联时间的增加，交联吸管的热稳定性增加。与CSstraw30％-6h(衰减值为272cp)相比，STMP-1h的衰减值没有降低，而STMP-2h、STMP-3h的衰减值显著降低，这表明短时间交联不能提高淀粉吸管的热稳定性。交联的分子之间相互结合，增加了分子的机械强度，从而防止粘度损失并提供抗机械剪切力。随着交联时间的延长，吸管表现出更低的峰值粘度，这说明交联密度的增加。STMP的交联提高了淀粉颗粒的完整性，降低了淀粉颗粒的溶胀力。
2)利用S-3400N扫描电子显微镜观察吸管的截面和表面形貌(表面标尺均为20μm，截面标尺均为500μm，截面(放大)标尺均为50μm)；图3为CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-2h和STMP-3h的表面和截面扫描电镜图；其中，CSstraw为玉米淀粉吸管，CSstraw30％-6h为30％水分含量下老化处理6h的玉米淀粉吸管，STMP-xh为交联处理的玉米淀粉吸管，X代表交联时间。
由图3可知，CSstraw的表面粗糙，有裂纹；CSstraw30％-6h表面相对光滑，凸起的部分可能是玉米淀粉颗粒。相对于CSstraw30％-6h，经过交联处理的吸管表面粗糙，交联吸管的截面出现裂纹，可能是在外力断裂吸管时导致的。相对于未交联吸管，交联吸管具有更致密的结构，这可能是因为三偏磷酸钠分子与淀粉分子形成交联点，增强了淀粉链之间的键合，使网络结构更加致密。
3)将所制备的吸管研磨并过100目筛，得到淀粉吸管粉末，利用傅里叶变换红外光谱仪分析淀粉吸管性质的变化。图4为CS、CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-2h和STMP-3h的红外光谱图；其中，CS为玉米淀粉，CSstraw为玉米淀粉吸管，CSstraw30％-6h为30％水分含量下老化处理6h的玉米淀粉吸管，STMP-xh为交联处理的玉米淀粉吸管，X代表交联时间。
如图4所示，在3400cm-1和2900cm-1处的吸收峰是由于-OH的拉伸振动和-CH2的非对称拉伸振动引起的。交联的淀粉吸管与未交联的淀粉吸管相比，在3400cm-1处的峰变得更宽，这可能是由于三偏磷酸钠分子上的磷酸基与淀粉吸管上的羟基形成了更多的氢键。1248cm-1处的吸收峰值对应于O-H的弯曲振动。大约在1160cm-1处的吸收峰可归因于C-O弯曲。然而，交联淀粉吸管中并没有出现P-O和P-O-C固有的特征吸收峰，可能是由于这些交联淀粉吸管的交联程度低。
4)图5为CS、CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-2h和STMP-3h的热重分析图；其中，CS为玉米淀粉，CSstraw为玉米淀粉吸管，CSstraw30％-6h为30％水分含量下老化处理6h的玉米淀粉吸管，STMP-xh为交联处理的玉米淀粉吸管，X代表交联时间。
本发明利用热重分析判断交联对吸管热稳定性影响；如图5所示，所有样品均呈现两个失重阶段。从约40℃到160℃为第一失重阶段，主要原因是自由水的挥发，这一阶段发生的失重非常低，CS的失重率约为8％，CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-2h和STMP-3h的失重率约为7％。从260℃到330℃为第二失重阶段，主要原因是淀粉的降解，此阶段STMP-2h、STMP-3h的失重率为55％、52％，明显低于CSstraw、CSstraw30％-6h的失重率，这是因为交联反应增加淀粉结构的紧凑性,紧凑的结构导致分子链的运动受限，增加了抗降解能力。600℃时，STMP-2h、STMP-3h的残留量为30％、32％，明显高于CSstraw、CSstraw30％-6h的残留量。综上，与三偏磷酸钠分子交联后，淀粉吸管的热稳定性明显提高，且随着交联时间的增加，热稳定性得到改善，这与RVA测试的粘度特性结果一致。
5)利用质构仪分析吸管在干燥状态下的弯曲性能和湿润状态下的力学性能；利用剪切实验评价吸管在25℃水中浸泡不同时间下的力学性能，结果见表1。
表1不同交联时间处理的淀粉吸管在25℃水中浸泡不同时间后的力学特性
Figure BDA0003962341330000091
表中数值表示为平均值±标准差(n＝3)，同一列不同的字母表示存在显著性差异(p<0.05)。
CS为玉米淀粉，CSstraw为玉米淀粉吸管，CSstraw30％-6h为30％水分含量下老化处理6h的玉米淀粉吸管，STMP-2h为交联2h处理的玉米淀粉吸管，STMP-3h为交联3h处理的玉米淀粉吸管，Ricestraw为市售的大米吸管。
如表1所示，在水中浸泡0.5h后，交联淀粉吸管的刚性和断裂力明显高于其他吸管。浸泡1h后，未交联处理与购买的同类产品大米吸管的刚性和断裂力急剧下降，而交联处理的吸管刚性和断裂力变化相对较小。此时经交联2h的淀粉吸管的刚性和断裂力大约分别是玉米淀粉吸管的32倍和6倍。在水中浸泡4h后，经交联2h的淀粉吸管的刚性和断裂力为612.03g/sec和2420.91g，约是玉米淀粉吸管的61倍和16倍。这表明交联后的吸管大大提高了其耐水性，保持较好的力学性能。这是因为淀粉分子与STMP分子的交联增加了分子间氢键的强度，抑制交联吸管吸水溶胀，具有好的力学性能。此时，市售的大米吸管的刚性和断裂力为193.66g/sec和1733.30g，明显差于交联处理的淀粉吸管。值得注意的是，交联2h和交联3h的淀粉吸管在25℃水中浸泡的刚性和断裂力在各个时间段下基本上没有明显变化。
利用剪切实验评价吸管在60℃水中浸泡不同时间下的力学性能，所得结果表2。
表2不同交联时间处理的淀粉吸管在60℃水中浸泡不同时间后的力学特性
Figure BDA0003962341330000101
Figure BDA0003962341330000111
表中数值表示为平均值±标准差(n＝3)，同一列不同的字母表示存在显著性差异(p<0.05)。
CS为玉米淀粉，CSstraw为玉米淀粉吸管，CSstraw30％-6h为30％水分含量下老化处理6h的玉米淀粉吸管，STMP-2h为交联2h处理的玉米淀粉吸管，STMP-3h为交联3h处理的玉米淀粉吸管，Ricestraw为市售的大米吸管。
如表2所示，与在25℃水中浸泡下的变化趋势相似，吸管的力学性能随着浸泡时间的延长呈现出类似的下降趋势。在60℃水中仅浸泡5min后，玉米淀粉吸管和市售大米吸管的刚性为1519.46g/sec和2276.97g/sec，而交联2h的淀粉吸管和交联3h的淀粉吸管的刚性为4984.40g/sec和5371.89g/sec，这说明交联处理的淀粉吸管的硬度明显高于玉米淀粉吸管和市售淀粉基吸管。在60℃水中浸泡30min后，所有吸管的刚性和断裂力都迅速下降，但交联2h的淀粉吸管和交联3h的淀粉吸管的刚性和断裂力明显高于玉米淀粉吸管和市售的大米吸管。此时，交联2h的淀粉吸管的刚性和断裂力约是玉米淀粉吸管和市售的大米吸管的12倍、5倍和3倍、2倍；交联3h的淀粉吸管的刚性和断裂力是289.04g/sec和3823.7g，约为玉米淀粉吸管和市售的大米吸管的的19倍、9倍和5倍、3倍。交联3h的淀粉吸管在60℃水中浸泡的刚性和断裂力在各个时间段下均高于交联2h的淀粉吸管，这说明随着交联时间的延长，吸管的耐水性和耐热性提高。淀粉分子与三偏磷酸钠分子通过交联反应形成交联点，增加了相对分子质量，分子间氢键强度增加，淀粉颗粒的结构更加致密，即使在热水中，淀粉的吸水溶胀能力也会受到抑制。
图6为CSstraw、STMP-3h和Ricestraw在水中浸泡不同时间的图片；其中，CSstraw为玉米淀粉吸管，STMP-3h为交联3h处理的玉米淀粉吸管，Ricestraw为市售的大米吸管。由图6可知，未交联玉米淀粉吸管和大米吸管在水中浸泡1h后发生明显的弯曲变形行为，而交联吸管状态良好。虽然随着在水中浸泡时间的增加，交联吸管的刚性和断裂力逐渐降低的，但不影响其的正常使用，甚至在水中浸泡24h后，交联吸管仍保持一个直的状态，可正常使用。
图7为CSstraw、CSstraw30％-6h、STMP-3h、Paperstraw和Ricestraw的三点弯曲对比图；其中，CSstraw为玉米淀粉吸管，CSstraw30％-6h为30％水分含量下老化处理6h的玉米淀粉吸管，STMP-3h为交联3h处理的玉米淀粉吸管，Paperstraw为市售的纸吸管，Ricestraw为市售的大米吸管。由图7可知，交联淀粉吸管的抗弯强度是12595.47g，分别是纸吸管和大米粉吸管的3.2倍和1.1倍，交联处理吸管的抗弯强度优于商用纸吸管、大米粉吸管。
结合表1～2和图6～7可知，交联吸管具有更好的力学性能和水稳定性，交联提高了吸管的耐水性和耐热性。
图8为纸吸管(左)吸管和交联淀粉吸管(右)在碳酸饮料搅拌时的气泡诱导现象(a)，吸管在不同饮料和温度下的照片(b)；纸吸管表面比较粗糙，纸吸管在浸入可乐等碳酸饮料中会产生很多大气泡，并且在搅拌的时候会产生大量的气泡，与纸吸管相比，本发明的吸管表面光滑，在浸入同一饮料和搅拌饮料的时候，产生较少的气泡，对饮料影响较小(图8中a)。
如图8中b所示，本发明制备的交联后淀粉基吸管在可乐、咖啡、牛奶、绿茶、果汁、0℃水、90℃水中均可正常使用，证明了交联吸管在不同饮料、不同温度下的水中均可使用，具有普遍适用性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐水耐热性淀粉基吸管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将淀粉、甘油和水混合，将所得混合物进行挤出成型，得到半成品吸管；
将所述半成品吸管调节水分含量后，进行老化处理，得到强化淀粉吸管；
将所述强化淀粉吸管与三偏磷酸钠溶液和碱液混合，在pH为10.5～11.5条件下进行交联反应，得到耐水耐热性淀粉基吸管。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淀粉包括玉米淀粉；所述甘油的质量为所述淀粉干基质量的7～15％，所述水的质量占所述淀粉干基质量的8～15％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述挤出成型所用挤出成型设备为QL32双螺杆挤出机；所述挤出成型的温度为80℃～110℃，主轴频率为18～21Hz，喂料频率为10～20Hz。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述半成品吸管的管壁厚度为0.7mm～2mm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述调节水分含量后，所得吸管的水分质量含量为20～40％。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述老化处理的温度为4℃，时间为3～24h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述强化淀粉吸管与三偏磷酸钠溶液中三偏磷酸钠的质量比为2:1。
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述交联反应的温度为40℃，时间为1～3h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述耐水耐热性淀粉基吸管的壁厚为1mm。
10.权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的耐水耐热性淀粉基吸管。
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