[發(fā)明專(zhuān)利]一種流延制備含魔芋葡甘聚糖的全生物分解復(fù)合材料的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810046814.3
• 申請(qǐng)日: 2008-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101225191A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高山俊;黃進(jìn);陳廣軍;周少鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L5/02
• 分類(lèi)號(hào): C08L5/02;C08L67/04;C08J5/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 唐萬(wàn)榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種全生物分解復(fù)合材料的制備方法，屬于天然高分子材料領(lǐng)域，也屬于生態(tài)環(huán)境材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物降解塑料自八十年代問(wèn)世以來(lái)，一直成為新材料研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，防治“白色污染”是該領(lǐng)域研究的主要?jiǎng)恿Α?990年以來(lái)，德國(guó)、奧地利、荷蘭、美國(guó)、意大利、日本等西方發(fā)達(dá)國(guó)家率先以法律形式規(guī)定使用降解性塑料的產(chǎn)品范圍。生物降解塑料是一種在使用期間其使用性能優(yōu)良，而使用后又可迅速地被酶或微生物促進(jìn)水解降解的高分子物質(zhì)。完全可生物降解包裝材料能有效克服普通包裝塑料造成的“白色污染”問(wèn)題，降低石油消耗，減少溫室氣體排放，因而受到世界各國(guó)政府和科技人員廣泛關(guān)注，其研究開(kāi)發(fā)工作也成為新材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。目前被廣泛研究的完全生物可降解材料主要包括聚3-羥基丁酸戊酸共聚物(PHBV)、聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚丁二酸丁二酯(PBS)以及淀粉塑料。PHBV由微生物合成，難于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，昂貴的價(jià)格限制了其應(yīng)用范圍。PBS的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，可增塑其它生物降解材料以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和增強(qiáng)柔韌性，但在加工成膜時(shí)抗撕裂性極差。熱塑性淀粉研究相對(duì)成熟，但因種類(lèi)、來(lái)源和加工工藝不同而造成明顯的性能差異，質(zhì)量穩(wěn)定性難于控制，同時(shí)抗水性差是制約其發(fā)展的主要問(wèn)題。

天然多糖類(lèi)高分子材料，不但是完全可生物降解的，而且為可再生資源，來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，因此與合成聚合物相比發(fā)展?jié)摿Ω蟆Ｄ壳坝糜谏锝到獠牧系亩嗵穷?lèi)天然高聚物主要有淀粉和纖維素，其中尤以前者的研究開(kāi)發(fā)居多。淀粉類(lèi)生物降解材料的研究目標(biāo)是改善淀粉的可加工性能、材料的機(jī)械性能和耐水性能，主要通過(guò)物理和化學(xué)該行的方法實(shí)現(xiàn)。雖然熱塑性淀粉可以象傳統(tǒng)塑料一樣單獨(dú)加工，但其機(jī)械性能和耐水性能均較差，不適于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合。魔芋是我國(guó)的特色資源，湖北是魔芋種植大省，擁有眾多的魔芋種植基地和魔芋精粉加工企業(yè)。隨著聯(lián)合國(guó)食品衛(wèi)生組織對(duì)魔芋作為合格食品在全球自由銷(xiāo)售法案的通過(guò)，美國(guó)和歐洲市場(chǎng)相繼對(duì)其開(kāi)放，魔芋產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)不斷拓展，相關(guān)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究最近10年在國(guó)外逐漸引人注目。我國(guó)魔芋出口現(xiàn)在僅限于原料，利潤(rùn)微薄，產(chǎn)品附加值低。魔芋精粉的主要成分為魔芋葡甘聚糖(KGM)，是一種主鏈由β-1，4吡喃糖苷鍵連接的葡萄糖和甘露糖組成的天然多糖。迄今為止，有關(guān)KGM的研究多集中在KGM的提取、結(jié)構(gòu)分析與表征、食品學(xué)性質(zhì)(如流變性、膠凝性、增稠性等)、物化性質(zhì)、作為食品的加工方法、藥用和保健功能、一般物理或化學(xué)改性等，所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品品種少且檔次低，而研究成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化非常有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種流延制備含魔芋葡甘聚糖的全生物分解復(fù)合材料的方法，該方法具有成本低、環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，所制備的全生物分解復(fù)合材料易降解。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種流延制備含魔芋葡甘聚糖的全生物分解復(fù)合材料的方法，其特征在于包括如下步驟：

1).按各原料所占質(zhì)量百分比為：魔芋葡甘聚糖接枝聚酯1-60％、聚酯40-99％，選取魔芋葡甘聚糖接枝聚酯、聚酯，將魔芋葡甘聚糖接枝聚酯和聚酯混合，得混合物；2).然后用溶劑將混合物溶解并混勻，得質(zhì)量濃度為30-70％的混合溶液，溶解溫度為室溫，溶解時(shí)間為5～15小時(shí)；3).然后將混合溶液倒入膜具中流延成膜，成膜溫度為20～50℃，成膜時(shí)間為4～50小時(shí)，得含魔芋葡甘聚糖的全生物分解復(fù)合材料。

所述的聚酯為聚乳酸、聚己內(nèi)酯或聚羥基烷基酯。

所述的聚乳酸為聚D-乳酸(PDLA)、聚L-乳酸(PLLA)或聚DL-乳酸(PDLLA)。

所述的聚羥基烷基酯為聚羥基丁酸酯或聚羥基戊酸酯。

所述的溶劑為二氯甲烷。

本發(fā)明的含魔芋葡甘聚糖的全生物分解復(fù)合材料可以加工為薄膜、片材、型材等。

本發(fā)明采用魔芋葡甘聚糖接枝聚酯，通過(guò)與聚酯進(jìn)行復(fù)合改性，得到含魔芋葡甘聚糖的全生物分解復(fù)合材料。主要原料采用魔芋葡甘聚糖接枝聚酯，具有成本低廉、環(huán)境友好、可生物降解、與聚酯具有高度相容性等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的全生物分解復(fù)合材料的復(fù)合改性方法采用流延成膜，具有環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單、快捷、高效的特點(diǎn)。制備的材料環(huán)境友好、易于降解，能夠直接成型加工，用作包裝材料和工程塑料等。

本發(fā)明具有如下有益效果：該方法具有成本低、環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，所制備的全生物分解復(fù)合材料可完全生物分解。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

本發(fā)明所使用的魔芋葡甘聚糖接枝聚酯采用下述熱聚合或微波聚合得到：