[發明專利]高淀粉含量的可生物降解熱塑性淀粉塑料的制備

無效

• 申請號: 200810046032.X
• 申請日: 2008-09-11
• 公開（公告）號: CN101353400A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 向明;謝新春;譚磊;蔡燎原;藍方;黃蜀華
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08F291/06
• 分類號: C08F291/06;C08K5/21;C08K5/20;C08K5/053;C08K5/06
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技術領域

本發明涉及一種高淀粉含量的完全可生物降解熱塑性淀粉塑料的制備，屬可生物降解塑料制備技術領域。

背景技術

高速發展的塑料產業給人們的生產生活帶來了極大的方便，但由塑料廢棄物引起的“白色污染”問題也日益嚴重。環保問題已引起世界各國廣泛的重視，為了限制不可降解塑料的生產和使用，許多國家頒布了各種法令，如提高稅率、限制生產等，我國在2008年6月1號也實施了“限塑令”，各國在限制不可降解塑料生產使用的同時，也在大力推廣作為其替代品的可生物降解塑料。在可生物降解塑料中，淀粉這種天然高分子物質具有來源廣泛、價格低廉、再生周期短、能在多種環境下完全生物降解、不會對環境產生任何污染等優點，是最具發展前景的天然生物降解材料。淀粉基降解塑料可分為淀粉填充的不可完全生物降解的崩解型塑料和以淀粉和可生物降解樹脂為主要原料的完全生物降解塑料。前者中淀粉以顆粒的形式填充在聚烯烴中，這種材料無法完全降解，因此無法徹底的解決“白色污染”問題，因此后者成了人們研究的重點。在我國，市場上廣泛應用的淀粉基生物降解塑料幾乎都是填充型淀粉塑料，而國外開發的一些淀粉基完全降解塑料也由于淀粉含量低，一般在35～45％，可生物降解樹脂成本高，以及使用時存在一些缺陷而使應用受到一定限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高淀粉含量、低成本、可完全生物降解的熱塑性淀粉塑料的制備方法。

本發明所述的完全可生物降解熱塑性淀粉塑料是一種以天然淀粉為主要組分，以可降解的共混材料(包括聚乳酸、聚己內酯、脂肪族聚酯、脂肪-芳香族共聚酯、聚羥基烷酸酯、聚羥基戊酸酯、聚碳酸酯)、增塑劑、增容劑、化學引發劑、抗氧劑為輔料，經普通塑料加工設備加工成新的降解塑料體系。

本發明完全可生物降解熱塑性淀粉塑料的組分按重量分數計是：天然淀粉40.0～70.0，增塑劑15.0～20.0，共混材料15.0～25.0，增容劑1.0～2.0，化學引發劑0.1～0.5，抗氧劑0.1～0.5。其中，天然淀粉可以是玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、麥類淀粉、菱角淀粉、藕淀粉或其它植物淀粉中的一種或其混合物。增塑劑是含羥基或(和)氨基的化合物，包括乙二醇、二縮乙二醇、丙二醇、丙三醇、山梨醇、乙酸、尿素、甲酰胺、乙酰胺、聚乙烯醇、山梨酸酯中的一種或一種以上。共混材料是可生物降解性熱塑性樹脂中的至少一種，如聚乳酸(PLA)、聚己內酯(PCL)、脂肪族聚酯、脂肪-芳香族共聚酯、聚羥基烷酸酯、聚羥基戊酸酯、聚碳酸酯等，主要用于改善材料的機械性能和耐水性能。增容劑是丙烯酸、丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、丙烯腈、馬來酸酐中的一種或一種以上的復配物。用于改善淀粉與共混材料的相容性。引發劑為有機過氧化物中的一種，如過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化氫異丙苯、過氧化苯甲酰(BPO)、過氧化月桂酰及2，5-2，5特丁基過氧化己烷等。用于引發產生活性中心。抗氧劑是受阻酚類或受阻胺類中的一種。如246、264、1010、1076等。防止加工中淀粉的氧化。

一種高淀粉含量完全可生物降解熱塑性淀粉塑料的制備，包括如下步驟：

(1)將淀粉、增塑劑和抗氧劑按比例在高速攪拌機中常溫攪拌1～10min，混合好的淀粉裝入PE袋中自然放置1～2天，放置好的淀粉經雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度為60～160℃，螺桿轉速為150～300r/min。

(2)將步驟(1)制備的顆粒和共混材料、增容劑、化學引發劑、抗氧劑按比例在高速攪拌機中常溫攪拌1～10min，混好的物料經雙螺桿擠出機擠出，制成顆粒，擠出溫度為60～200℃，螺桿轉速為150～300r/min。

(3)將擠出的完全可生物降解熱塑性淀粉塑料自然冷卻后，置于烘箱中干燥1～3小時，烘箱溫度為40～65℃。

本發明高淀粉含量可完全生物降解塑料的優點在于淀粉的顆粒結構消失，結晶結構被徹底破壞，淀粉實現了可塑性加工，加工性能較好，可以使用通用塑料設備進行加工。淀粉以熱塑性形式存在，提高了材料中淀粉的含量，有利于降低材料的成本和提高降解性能。共混樹脂的加入改善了材料的性能，如機械性能和加工性能得到提高，平衡吸水率降低等。高淀粉含量完全可生物降解塑料的各組分都能降解，屬于完全可生物降解塑料，不會造成環境污染，可徹底解決困擾人們的“白色污染”問題。生產設備簡單，普通塑料加工設備即可實現加工，無需另外添加新的設備，且生產工藝流程簡短，投資和生產成本較低，產品可直接用于制造各種包裝材料、薄膜、購物袋、餐具等。

具體實施方式