[发明专利]流延法制备合成高分子增强改性淀粉薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物降解高分子材料领域，具体是一种采用流延法制备合成高分子增强改性淀粉薄膜的方法。

背景技术

目前，塑料的难降解性造成的“白色污染”时刻在危害人类的健康。近年来，解决塑料废弃物对生态环境造成的危害倍受关注，开发生物降解塑料作为治理“白色污染”的有效途径得到越来越多的重视。淀粉是一种可再生天然高分子，具有完全可降解，降解产物完全无害，来源丰富且价格低廉的特点。因此，在生物降解塑料的开发中，淀粉成为可降解塑料的最佳原料。

现在关于可生物淀粉薄膜研究要解决的关键问题是，怎样提高淀粉的成膜性能、淀粉薄膜的力学性能及降低成本。专利CN101235156B一种聚乳酸/热塑性淀粉挤出吹塑薄膜及其生产方法与应用，将聚乳酸/热塑性淀粉及各种增韧剂、增强剂、润滑剂等加入挤出吹塑薄膜的生产方法。该方法加入的各种添加剂会大大增加成本，且工艺复杂。专利CN101338037B一种丙酰化淀粉接枝聚乳酸制备淀粉基薄膜的方法，本发明首次利用机械捏合活化淀粉来提高淀粉与丙酸酐的反应，同时辅以高温高压的方法达到丙酰化淀粉与聚乳酸的接枝共聚反应。但是得到的丙酰化淀粉接枝聚乳酸共聚物溶于有毒的丙酮中，不环保，还需要高温高压，工艺复杂，反应不好控制。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供了一种流延法制备合成高分子增强改性淀粉薄膜的方法，该方法具有低成本、工艺简单，制得的淀粉薄膜具有较好的成膜性和优良的力学性能。

实现本发明目的的技术方案是：

一种流延法制备合成高分子增强改性淀粉薄膜的方法，包括如下步骤：

   （1）将淀粉：去离子水=5~15：85~95的比例混合，制成混合物放入反应器中，在80~95℃的环境下用搅拌器以250~320r/min的转速搅拌，糊化30min~1h，自然冷却到30~60℃；

   （2） 在自然冷却的混合物中加入5~25份合成高分子水乳液或水溶液，加入水乳液在50~95℃水浴中回凝成大分子团，回凝时间为20~40min，再用搅拌器搅拌1~2h；加入水溶液用搅拌器搅拌1~2h；

   （3）将经步骤（2）制得的溶液在准备好的凹型塑料薄膜模板上均匀地流延平铺成膜，在60~70℃真空干燥箱中烘24~48h，即制得合成高分子增强改性淀粉薄膜。

步骤（2）所述合成高分子水乳液为聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯，浓度为10%~50%，水溶液为聚乙烯醇，浓度为5% ~10%。

步骤（3）制得的淀粉薄膜中，合成高分子增韧改性剂的含量为2-20%，淀粉的含量为80~98%。

步骤（3）所述的塑料薄膜模板为聚酰亚胺薄膜模板。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）本发明采用流延法制备合成高分子增强改性淀粉薄膜，将合成高分子水溶液或水乳液与糊化淀粉共混后，对淀粉改性，可显著提高淀粉薄膜的成膜性、力学性能及耐水性。整个工艺过程简单，易操作，成本低，不需要任何可挥发有机小分子添加剂，可降解，不产生二次污染。

（2）本发明所制备的合成高分子增强改性淀粉薄膜，高分子改性剂与淀粉分子的羟基通过氢键等缔合形成了不同于原物质分子的结构，从而使改性淀粉薄膜具有较好的成膜性和优良的力学性能，经检测拉伸强度为5~19Mpa，断裂伸长率为120~360%。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

实施例1

一种流延法制备合成高分子增强改性淀粉薄膜的方法，包括如下步骤：

（1）将10份淀粉、90份去离子水混合放入反应器中，在95℃的环境下用搅拌器以250~320r/min的转速搅拌，糊化1h，自然冷却到60℃；

（2）在自然冷却的混合物中加入8份浓度为30%聚醋酸乙烯乳液，并在80℃水浴中回凝成大分子团，回凝时间为40min，再用搅拌器搅拌2h成白色液体；

（3）将经步骤（2）制得的白色液体在准备好的凹型聚酰亚胺薄膜模板上均匀地流延平铺成膜，在60℃真空干燥箱中烘24h，即制得聚醋酸乙烯淀粉薄膜。

经检测，制得的聚醋酸乙烯淀粉薄膜的拉伸强度为18.2MPa，断裂伸长率240%。

实施例2

一种流延法制备合成高分子增强改性淀粉薄膜的方法，包括如下步骤：

（1）将10份淀粉、90份去离子水混合放入反应器中，在95℃的环境下用搅拌器以250~320r/min的转速搅拌，糊化1h，自然冷却到30℃；