[发明专利]一种耐水性淀粉基生物降解塑料母料及其制备方法

说明书

本发明属于改性淀粉制备的技术领域，提供了一种耐水性淀粉基生物降解塑料母料及其制备方法。本发明一种耐水性淀粉基生物降解塑料母料的制备方法，由离子源产生的离子束经过加速聚焦后与淀粉颗粒碰撞，带正电荷的粒子由于它们的酸性使部分淀粉分子断链，得到改性淀粉，再与交联剂、淀粉改性剂、助剂共同反应挤出，即得。本发明利用碳离子束对淀粉分子进行改性，降低了淀粉结晶度，使其在高温下分子链的运动加强，从而具有热塑性高流动性和低粘度，之后对改性淀粉分子进行交联改性和挤出加工，制备得到淀粉基塑料母料，加工工艺简单，成本低，耐水性和力学性能优异，绿色环保。

技术领域

本发明属于改性淀粉制备的技术领域，提供了一种耐水性淀粉基生物降解塑料母料及其制备方法。

背景技术

塑料制品正在被广泛应用于人们生产和生活的各个领域，塑料以其质轻、防水、耐腐蚀、强度大等优良的性能受到人们的青睐。然而，大量废弃的塑料制品因为其不可降解性而带来了“白色污染”的困扰。为此，从70年代以来，人们开始了对降解塑料的研究和开发。

天然淀粉用途广泛，但性质存在一些缺陷，如糊黏度不具热稳定性、抗剪力稳定性不够、冻融稳定性较差、不具冷水溶解性，分支结构较多，单独并没有塑料的特性。为了满足工业上各种特定要求，需对天然淀粉进行改性。淀粉作为一种天然高分子化合物，其来源广泛，品种繁多，成本低廉，且能在各种自然环境下完全降解，最终分解为CO₂和H₂O，不会对环境造成任何污染，因而淀粉基降解塑料成为国内外研究开发最多的一类生物降解塑料。

到目前为止，淀粉基降解塑料主要有填充型、光/生物双降解型、共混型和全淀粉塑料四大类。

1973年，Griffin首次获得淀粉表面改性填充塑料的专利。到80年代，一些国家以Griffin的专利为背景，开发出淀粉填充型生物降解塑料。填充型淀粉塑料又称生物破坏性塑料，其制造工艺是在通用塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂，然后加工成型，淀粉含量不超过30％。填充型淀粉塑料技术成熟，生产工艺简单，且对现有加工设备稍加改进即可生产，因此目前国内可降解淀粉塑料产品大多为此类型。天然淀粉分子中含有大量羟基使其分子内和分子间形成极强的氢键，分子极性较大，而合成树脂的极性较小，为疏水性物质。因此必须对天然淀粉进行表面处理，以提高疏水性和其与高聚物的相容性。目前主要采用物理改性和化学改性两种方法。

中国发明专利申请号申请号2017103228849.5公开了一种可生物降解的淀粉基发泡塑料母料及其发泡方法。本发明通过如下技术方案实现的：先将淀粉个丙烯酸甲酯进行接枝共聚反应，制得改性淀粉病调整改性淀粉中的含水量；然后再对聚丁二酸-丁二醇等生物可降解聚酯在低温下研磨粉末；最后将改性淀粉、聚酯以及适量塑化剂、成核剂和润滑剂等混合，得到本发明下的淀粉发泡塑料，母料。利用普通挤出机即可将发泡塑料母料制得发泡塑料产品。所制得的发泡塑料产品可生物降解，但是耐水性能较差。

中国发明专利申请号201310079866.1公开了一种新型 β- 环糊精主客体包合物抗菌淀粉基塑料及其制备方法，包括按质量百分比组成的下列成分：塑料原料 95-99%，抗菌母料 1-4%，分散剂 0.2%~0.5%，抗氧化剂 0.5%~1%。其中抗菌母料为β-环糊精主客体包合物，其由β-环糊精通过浓硫酸改性得到硫磺酸化β-环糊精，再与水在高温下反应并包覆抗菌纳米粒子凝胶溶液或有机抗菌剂得到。将上述成分的塑料原料和抗菌母粒混合挤出注塑而成。本发明所述的抗菌塑料制品为可生物降解高分子，环保无毒污染，利用环糊精的两亲性可以进行简单的包覆设计，且制备工艺简单，抗菌效果长久，但是耐水性能和力学性能较差。