[發(fā)明專利]淀粉基可降解塑料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910023270.3
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN101597414A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 王治
• 申請（專利權）人: 楊凌瑞豐環(huán)保科技有限公司;王治
• 主分類號: C08L51/02
• 分類號: C08L51/02;C08L3/04;C08L29/04
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司
• 代理人: 謝 鋼

技術領域

本發(fā)明涉及一種淀粉基可降解塑料，屬于國際專利分類C08J5/00“含有高分子物質(zhì)的制品或成型材料的制造”技術領域。

背景技術

塑料的大量使用，產(chǎn)生了許多無法回收的一次性塑料廢棄品，造成了日益嚴重的“白色污染”，如地下水體污染和土壤污染，動植物資源被破壞，嚴重危害著人類的生存與健康。淀粉有著再生、廉價、易保存和便于運輸?shù)奶攸c，在一定條件下可進行各種反應，派生出眾多衍生物。而淀粉良好的可再生利用性和生物降解性使其成為生物降解材料的極好原料。目前淀粉塑料制品成本雖然比一般塑料高10％～30％，但隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大及其技術進步，用淀粉作為原料來生產(chǎn)生物降解制品以替代部分塑料制品有著很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

淀粉是一種再生資源，來源廣、價格低，可完全生物降解。但天然淀粉分子間存在氫鍵，溶解性很差，并有大量的羥基存在，使其親水但并不溶于冷水，在水溶液中加熱到一定溫度而發(fā)生糊化，在緩慢冷卻過程中發(fā)生凝膠化，加熱時沒有熔融過程，在溫度300℃以上分解。然而淀粉可以在一定條件下通過物理過程破壞氫鍵，變成凝膠化淀粉。這種狀態(tài)的淀粉結(jié)晶結(jié)構被破壞，分子變得無序化。有兩種途徑可以使淀粉失去結(jié)晶性：一是使淀粉在含水大于90％的條件下，達到90℃以上時淀粉顆粒消失而凝膠化；二是在水含量小于28％的條件下將淀粉在密封狀態(tài)下加熱，塑煉擠出，這時淀粉經(jīng)受了真正的熔融。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種成本低廉，環(huán)保型淀粉基可降解塑料及其制備方法。

本發(fā)明實現(xiàn)過程如下：

一種淀粉基可降解塑料，其特征在于各組分及重量份為：

淀粉????????????50-80

聚乙烯醇????????5-15

丙烯酸丁酯??????8-12

多元醇??????????7-15

有機醛化合物????5-10

引發(fā)劑??????????0.1-0.5

一種淀粉基可降解塑料的制備方法，包括如下步驟：

(1)淀粉水乳液在80～90℃下糊化；

(2)在40～60℃下，向糊化的淀粉中加入丙烯酸丁酯，然后滴加高錳酸鉀溶液，最后滴加草酸，反應完全，減壓抽濾，得淀粉接枝粗產(chǎn)品；

(3)在高速混合機中，將聚乙烯醇、多元醇和有機醛化合物混合攪拌加熱升溫至110～140℃，維持5～20分鐘，添加淀粉接枝粗產(chǎn)品和引發(fā)劑后，加熱升溫至160～200℃，維持20～40分鐘得淀粉基可降解塑料。

所述的淀粉為玉米淀粉、土豆淀粉或木薯淀粉。

所述聚乙烯醇醇解度為85％～100％。

多元醇選自丙三醇、山梨醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、二甘醇或三甘醇。

所述有機醛化合物選自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛或乙二醛。

引發(fā)劑選自有機過氧化物、無機過氧化物或偶氮化合物，如過氧化氫，過氧化二苯甲酰，過氧化異丙苯，偶氮二異丁腈等。

本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果：(1)本發(fā)明所使用的淀粉、聚乙烯醇均是易于生物降解的高分子材料，有利于消除“白色”污染，保護環(huán)境。(2)淀粉作為一種天然高分子化合物，尤其是直鏈淀粉具有近似纖維的性能，其來源廣泛，品種繁多，成本低廉。制得的淀粉基可降解塑料能在各種自然環(huán)境下完全降解，材料吸收紫外光后發(fā)生光引發(fā)反應，使鍵能減弱，分裂成分子量較低的碎片，較低分子量的碎片在空氣中進一步氧化，產(chǎn)生自由基斷鏈反應，進一步降解為能被生物分解的低分子量化合物，最終分解為CO₂和H₂O，環(huán)境污染低。(3)本發(fā)明工藝簡單，降解效果明顯，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式

實施例1：

稱取10克玉米淀粉加入配有溫度計的兩口燒瓶中，加入100mL蒸餾水，加熱升溫至85℃，糊化玉米淀粉30min后，再將溫度降至45℃，依次加入2克丙烯酸丁酯、5％的高錳酸鉀溶液和10ml無水乙醇，最后滴加10％草酸至無色，反應完全，減壓抽濾，得接枝粗產(chǎn)品。在高速混合機中，將2克聚乙烯醇、1.5克丙三醇和1克乙二醛混合攪拌加熱升溫至110～140℃，維持5～20分鐘，添加淀粉接枝粗產(chǎn)品和引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.03g后，加熱升溫至160～200℃，維持20～40分鐘得淀粉基可降解塑料。

產(chǎn)品性能指標

將實施例1產(chǎn)品配方制得農(nóng)用可降解淀粉膜雛形產(chǎn)品，測定膜的性能指標，包括拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂強度等體現(xiàn)產(chǎn)品物理機械性能在內(nèi)的質(zhì)量指標，依據(jù)標準GB13735-92，如表1所示，該地膜符合國家標準測定要求。

表1?地膜測定結(jié)果