[發明專利]一種輻射改性淀粉生物降解材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110316350.5
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102443196A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 陳復生;何樂;郭東權;劉伯業;劉昆侖;布冠好;孫倩;王紅娟;劉海遠;王洪杰;姚永志;李彥磊;陳亞敏;李潤潔
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08K5/1539;C08K5/053;C08J3/28;C08J3/24;B29B9/06;B29C47/92
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技術領域

本發明屬于天然高分子材料領域，涉及淀粉，具體涉及一種輻照改性淀粉可生物降解材料及其制備方法，也屬于環境科學技術領域。

背景技術

如今塑料以其質輕、防水、耐腐蝕、強度大等優良的性能廣泛受到人們的青睞。但是隨著化石塑料工業的迅速發展，其難以降解性帶來的環境污染問題嚴重影響經濟發展，也不適合可持續性發展原則。因此選用一些可降解的材料部分代替進而完全代替塑料成為當今材料學研究的熱點。淀粉作為一種天然高分子聚合物，具有完全的生物降解性，在開發生物降解材料領域中具有重要的地位。由于原淀粉材料的許多性能不能滿足實際應用的要求，如吸水性強、脆性、強度低等，因此，需要采取物理、化學和生物化學方法，使淀粉的結構、物理和化學性質發生改變，產生特定的性能和用途。

目前，我國生產的淀粉可降解材料多為不完全降解材料，僅僅是把淀粉作為一種填充劑或者添加型的光降解塑料，還沒有較為理想的安全降解塑料的生產。

發明內容

本發明的目的就是提供一種可完全降解的輻射改性淀粉生物降解材料及其制備方法，該生物降解材料具有較好的力學性能和抗水性能、廢棄后很容易被微生物分解成二氧化碳和水、具有良好的生物降解性、對環境無污染、有利于生態環境的保護、材料表面致密性和拉伸強度高、材料更加平滑有光澤、抗水性和透光率高、成本較低。

發明的目的可以通過下述技術方案來實現：

根據本發明的一方面，提供了一種輻射改性淀粉生物降解材料的制備方法，該制備方法主要包括以下步驟：

a、選用市售優質淀粉，采用冷凍干燥處理，然后過40目篩；將丁二酸酐在研缽中研磨成細末。

b、將處理過的淀粉與與丁二酸酐至于高速混合機中混合均勻，混合比例按照以下重量份分配：淀粉100份，丁二酸酐5-15份。將混合好的樣品與甘油、水按照以下重量分配比混合：樣品100份，甘油5-20份，水5-10份；然后倒在攪拌機中充分攪拌，使之混合均勻，直到樣品攪拌至蓬松狀。將混合樣品保存在自封袋中，放置24小時，以供下一步輻照處理。

c、將混合過的樣品置于鋁箔袋中，使用真空包裝機進行封口處理，然后對包裝好的樣品進行輻照處理，輻照劑量選用20-40Kgy。

d、向輻照過的樣品中加入5％-15％的增塑劑(甘油)，用攪拌機混合均勻，然后置于擠壓機中進行擠壓造粒處理，擠壓機參數選用擠壓頻率為20-28Hz，喂料頻率15Hz，擠壓溫度控制在140-160℃左右，擠壓造粒制得淀粉可降解材料母料。可以對母料進行熱壓成型加工，測定材料力學性能和抗水性能。由于本發明的輻射改性淀粉生物降解材料是淀粉經輻照改性后進一步添加增塑劑(可降解)在擠壓條件下形成的，其廢棄后很容易被微生物分解成二氧化碳和水，不污染環境。

在本發明中，所述淀粉可為玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、紅薯淀粉的任意一種；輻照采用的射線可為⁶⁰Co或¹³⁷Cs產生的γ射線、電子加速器產生的電子束或X射線。

本發明的優點是：

(1)本發明的淀粉材料，淀粉在輻照環境下，與丁二酸酐、甘油和水發生交聯反應，使親水基團數量減少，從而極大提高了材料的抗水性能，同時材料的力學性能也得到加強。在擠壓前加入塑化劑，減弱淀粉分子間的作用力，提高材料料的加工性能、韌性和延展性，具有一定的實用性；

(2)本發明的淀粉材料的加工采用常規材料設備與方法，生產工藝簡單，易于操作，便于連續化生產；

(3)淀粉是一種可再生的資源，與石油原料相比有著取之不盡用之不竭的優點。

(4)本發明的淀粉材料是淀粉經輻照改性后添加增塑劑(可降解)在擠壓條件下形成的，其廢棄后很容易被微生物分解成二氧化碳和水，不污染環境。將這種降解材料在應用上可部分代替塑料，從而緩解化石塑料大量使用帶來的環境壓力。

具體實施方式

為了更好的理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不局限于下面的實施例。

實施例1