[發(fā)明專利]一種高分子環(huán)保降解材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110301538.2
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102504342A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉立國;劉柏楠;林香瑤;楊尉
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州優(yōu)銳生物科技有限公司
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L97/02;C08K5/10
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香;胡杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種高分子環(huán)保降解材料及其制備方法。

背景技術(shù)

淀粉填充型生物分解塑料是目前國內(nèi)外研究最充分的生物分解塑料，在我國尤其受青睞。作為填充劑淀粉可以是原淀粉、物理改性淀粉或化學(xué)改性淀粉，也可以是與單體反應(yīng)形成的共聚物，可與淀粉共混的合成樹脂有聚乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等。其中聚乙烯或聚乙烯醇添加淀粉的降解塑料為主要研究對象。加拿大St.Lawrance公司將淀粉用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行疏水處理后與聚乙烯共混，制成商品名為E-costar的母料出售，其中淀粉含量40％-60％。其它的如Agr-Tech公司、Coloroll和Ampact公司，國內(nèi)的長春應(yīng)化所、華南理工大學(xué)、四川聯(lián)合大學(xué)、天津大學(xué)等單位也均用淀粉填充聚乙烯制備淀粉分解材料。

我國也正在開展全淀粉塑料的研究，浙江大學(xué)、天津大學(xué)和江西科學(xué)院等對淀粉的改性和塑性做了一些研究工作，但均未進(jìn)入全淀粉塑料產(chǎn)品開發(fā)階段。綜觀而言，目前國內(nèi)生物降解塑料的研究全部集中在淀粉填充型或共混型塑料方面，但基本屬于生物崩解型塑料。

目前大多數(shù)都采用的是淀粉與增塑劑、分散劑、穩(wěn)定劑等共混，制成可塑性淀粉膠，再將可塑性淀粉膠與聚乙烯類材料接枝單體和引發(fā)劑混合，經(jīng)高壓擠出機(jī)擠出，制成淀粉基生物降解料，通過吹塑和注塑等來制備淀粉生物全降解片材或膜材，來提高淀粉的親水性，塑性和熱穩(wěn)定性等。但由于加入塑料成分，不屬于完全降解，對環(huán)境仍然有不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高分子環(huán)保降解材料。

具體的技術(shù)方案如下：

一種高分子環(huán)保降解材料，其原料組成及質(zhì)量百分含量為：

淀粉??????????50-70％

甘蔗渣????????25-45％

鈦酸酯偶聯(lián)劑??1-10％，所述原料的組成為100％。

優(yōu)選地，其原料組成及質(zhì)量百分含量為：

玉米淀粉????60％

甘蔗渣??????35％

鈦酸酯偶聯(lián)劑5％。

本發(fā)明的另一目的是提供上述高分子環(huán)保降解材料的制備方法。

具體的技術(shù)方案如下：

上述高分子環(huán)保降解材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)甘蔗渣預(yù)處理：將甘蔗渣粉碎成10-25μm的粉末，然后進(jìn)行蒸汽爆破處理，優(yōu)選工藝條件為：壓力為1.5-2.2MPa，時(shí)間為5-10min；

(2)將淀粉預(yù)干燥，然后與鈦酸偶聯(lián)劑一起加入高速混合機(jī)混合，溫度為75℃-85℃；

(3)將步驟(1)得到的甘蔗渣粉末加到步驟(2)的高速混合機(jī)中混合，溫度為：80℃-90℃；

(4)將步驟(3)得到的物料倒入雙螺桿擠出機(jī)，控制雙螺桿擠出機(jī)加熱區(qū)溫度范圍為130℃-200℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為14-18r/min，進(jìn)料速度為6-10r/min，鼓風(fēng)切粒即得所述高分子環(huán)保降解材料。

制備高分子環(huán)保降解材料的技術(shù)原理是根據(jù)淀粉和甘蔗渣纖維的反應(yīng)擠出加工特性，在系統(tǒng)研究高粘度淀粉原料的熔融強(qiáng)度和流變特性的基礎(chǔ)上，應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬方法設(shè)計(jì)出適合淀粉和甘蔗渣材料生產(chǎn)的反應(yīng)擠出設(shè)備，并對國內(nèi)通用塑料加工設(shè)備進(jìn)行改造，制造出適用于淀粉和甘蔗渣加工的擠出和成型設(shè)備，利用反應(yīng)型擠出機(jī)的流動(dòng)原理和拖曳原理在高于玻璃化溫度和熔點(diǎn)溫度下，使淀粉分子和甘蔗渣纖維分子經(jīng)過熱處理和化學(xué)反應(yīng)，結(jié)構(gòu)交聯(lián)，形成了具有熱塑性能的衍生物，其熔體在一定的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出塑料通常加工過程中的化學(xué)與流變學(xué)穩(wěn)定性。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明首先把甘蔗渣超細(xì)粉碎，使之成為10-25μm的粉末，再進(jìn)行蒸汽爆破處理技術(shù)，使纖維的結(jié)構(gòu)疏松，大大增加了纖維的表面積和孔隙度，有利于與淀粉的交聯(lián)結(jié)合。

2、本發(fā)明開發(fā)出性能與普通塑料相當(dāng)?shù)牡矸?甘蔗渣纖維全降解高分子材料，對環(huán)境友好，無污染，達(dá)到完全生物降解，可以加工成一次性餐具，特定包裝材料等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了用塑料加工機(jī)械加工降解材料，簡化了工藝，降低了成本。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種高分子環(huán)保降解材料，其原料組成及質(zhì)量百分含量為：

玉米淀粉????60％

甘蔗渣??????35％

鈦酸酯偶聯(lián)劑5％。

上述高分子環(huán)保降解材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)甘蔗渣預(yù)處理：將甘蔗渣粉碎成10-25μm的粉末，然后進(jìn)行蒸汽爆破處理，壓力為2.0MPa，時(shí)間為10min；