[發明專利]一種用于一次性餐具的高填充可降解淀粉塑料

無效

• 申請號: 201210222111.8
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102731840A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 郭衛紅;王偉;肖鵬程;周玉麗;張唯舟;程艷;李幼辰;汪濟奎
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L67/02;C08K13/04;C08K5/053;C08K5/20;C08K7/14;C08K5/09;A47G19/03
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 談順法

技術領域

本發明涉及一種用于一次性餐具的高填充可降解淀粉塑料的制備方法。具體地說，涉及一種以淀粉和甘油為主要原料，將其以高含量填充到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)基質中，并用玻璃纖維增強淀粉/PBS合金來提高材料性能最終用于一次性餐具的制備方法。

背景技術

如今，盡管塑料以其優異的性能廣泛運用于各個領域，但由于其大量的使用以及自身的不可降解性給環境造成了嚴重的白色污染，加上石油資源的緊缺引起了價格的上漲，一些來源豐富、可降解、價格低廉的高分子材料就收到了國內外廣泛的關注。

淀粉綜合了價格和降解性的優勢，成為備受青睞的天然高分子之一。但由于天然淀粉無法加工，而經過水、甘油、甲酰胺等塑化劑塑化后的淀粉(熱塑性淀粉)力學性能和耐水性較差，在很大程度上限制了其應用。常用來提高熱塑性淀粉性能的有效方法是與疏水性的聚合物共混，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)力學性能優異，同時由于分子鏈中含有酯鍵，在自然環境中容易受到進攻而發生斷鏈進而降解，是一種可完全降解的脂肪族聚酯，此外PBS還具有較高的分子量，加工性能、強度及彈性。但由于其價格明顯高于淀粉，目前基本都是在性能下降程度不高的前提下將淀粉少量填充到PBS中來降低成本，但若在PBS中高含量填充淀粉和甘油即熱塑性淀粉，則PBS的拉伸強度、耐熱性、吸水性等則會出現大幅度地下降，故在此方面的研究報道還很少。也可在材料中加入少量增強劑來提高材料的性能，一些無機材料常作為增強劑用于聚合物中，但這些材料種類繁多，選擇合適的增強劑來增強則成為了關鍵的要點，因此如何解決這一問題，制備高性能的用于一次性餐具的高填充可降解淀粉塑料成為了科研人員研究的重點。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種成本低、高填充、性能優異的可降解的淀粉塑料，通過加入無機增強填料玻璃纖維(EC-06，杭州高科復合材料有限公司)來提高高填充淀粉塑料的力學性能，制備出一種用于一次性餐具的高填充可降解淀粉塑料，最終使其能夠用于制備一次性餐具，滿足要求，并且環保。

本發明提出的一種用于一次性餐具的高填充可降解淀粉塑料，其特征在于，所述的淀粉塑料的組分包括淀粉、聚丁二酸丁二醇酯、增塑劑、增強劑、助劑，由以下方法制備而成：

(1)將所述淀粉塑料配方中的淀粉、聚丁二酸丁二醇酯、增塑劑、增強劑、助劑按如下質量百分比進行配比：

其總量滿足100％

其中，所述天然淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉中的一種，優先選用玉米淀粉，

所述聚丁二酸丁二醇酯的熔體流動速率為1.5g/10min或25g/10min，優先選用的聚丁二酸丁二醇酯熔體流動速率為1.5g/10min，

所述增塑劑為丙三醇、甲酰胺、水中的一種或多種，

所述的玻璃纖維長度為4～6mm，

所述助劑為潤滑劑和分散劑，潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸，分散劑為乙撐雙硬脂酸酰胺；

(2)首先將淀粉、增塑劑按上述質量百分比于20～30℃下均勻混合，放置1～48h，使增塑劑充分滲入到淀粉分子中；

(3)將聚丁二酸丁二醇酯、玻璃纖維及助劑與步驟(2)的混料再次混合后，加入到哈克扭矩流變儀中熔融共混，速率為10～100rpm，溫度為100～200℃；

(4)將步驟(3)所得的共混物在1～50MPa，100～200℃下熱壓1～10min，10MPa下冷壓1～10min成型，即得所述的淀粉塑料。

有益效果

本發明的一種用于一次性餐具的高填充可降解淀粉塑料可通過各種成型工藝加工為板材、片材薄膜以及其他成型制品，所得制品拉伸強度為5～50MPa，沖擊強度為1～10KJ/m²，制成一次性餐具，土埋法得到最終降解率高達50％以上。

本發明通過將增塑劑與淀粉預先混合，使其與淀粉之間產生一定的相互作用，然后與聚丁二酸丁二醇酯以及增強劑共同混合均勻，通過哈克扭矩流變儀制備淀粉塑料，通過玻璃纖維的增強作用提高材料的性能。淀粉價格低廉，但力學性能和耐水性較差，將其高含量填充到聚丁二酸丁二醇酯后，盡管耐水性有所改善，但由于淀粉和甘油為主要成分，力學性能仍不理想，因而再向體系中加入一定量的增強填料玻璃纖維進一步改善材料的性能，所得到的淀粉塑料具有成本低廉、成型加工容易、組分簡單、性能優異、環境友好等優點，可用于一次性餐具等日常用品中。

具體實施方式

本發明的特征及優點將通過實施例進行詳細說明，但所述實施例僅用于本發明而不是限制本發明。