[發(fā)明專利]一種基于微晶纖維素和聚己內(nèi)酯增強的淀粉基全生物降解共混材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210516826.4
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103012857A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉文勇;陳一;江萍;楊軍紅;李祥剛;黃宇剛;劉躍軍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L67/04;C08L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于微晶纖維素和聚己內(nèi)酯增強的淀粉基全生物降解共混材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，全球的環(huán)境和資源問題導(dǎo)致了以石油為來源的塑料材料備受挑戰(zhàn)，而可降解高分子材料因其可降解性對環(huán)境無污染而備受關(guān)注。其中，淀粉是天然高分子中重要的一類，因其環(huán)境友好、可再生、來源豐富、價格便宜等特點而廣泛被用于塑料材料的研究，已成為可降解塑料中的研究熱點【Chiellini?E.,?Solaro?R.?Biodegradable?polymeric?materials.?Advanced?Materials,?1996,?8(4):305-313.】。然而，淀粉本身的分子結(jié)構(gòu)特點導(dǎo)致了其直接成型加工的不可行性，因此需要添加相應(yīng)的塑化劑以提高改善其可加工性。但是，塑化劑一般均為小分子，其加入到淀粉中必將導(dǎo)致淀粉材料力學(xué)性能的降低。因此，要解決淀粉材料的加工性與力學(xué)性能之間的矛盾，必須在確保淀粉材料可以加工的前提下進(jìn)一步提高其力學(xué)性能。通常，通過采用添加合成類的高分子或增強劑的方法可以提高淀粉基材料的力學(xué)性能【Tang?X.,?Alavi?S.?Recent?advances?in?starch,?polyvinyl?alcohol?based?polymer?blends,?nanocomposites?and?their?biodegradability.?Carbohydrate?Polymers,?2011,?85(1):7-16.】。其中，聚己內(nèi)酯是一類可生物降解的合成類高分子，作為塑料材料使用時具有優(yōu)異的力學(xué)性能，因此是一類很好的可生物降解的高分子增強劑。聚己內(nèi)酯與淀粉的共混材料已有相關(guān)研究，但是需要添加較多量的聚己內(nèi)酯才能使淀粉基材料達(dá)到較好的力學(xué)性能，而較多量聚己內(nèi)酯的加入必將導(dǎo)致淀粉基材料生產(chǎn)成本的大幅提高。雖然一些其他的增強劑用于淀粉基材料可以提高其力學(xué)性能【Vertuccio?L.,?Gorrasi?G.,?Sorrentino?A.,?Vittoria?V.?Nano?clay?reinforced?PCL/starch?blends?obtained?by?high?energy?ball?milling.?Carbohydrate?Polymers,?2009,?75(1):172-179.】，但是成本仍然較高，且存在制備過程較復(fù)雜、力學(xué)性能較差、全降解較困難等缺點，大大限制了淀粉基材料的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一目的在于提供一種基于微晶纖維素和聚己內(nèi)酯增強的淀粉基全生物降解共混材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于微晶纖維素和聚己內(nèi)酯增強的淀粉基全生物降解共混材料的制備方法。

本發(fā)明的基于微晶纖維素和聚己內(nèi)酯增強的淀粉基全生物降解共混材料，其組分包括：微晶纖維素、聚己內(nèi)酯、偶聯(lián)劑、淀粉、甘油等。

?其中，本發(fā)明中所述的微晶纖維素的結(jié)構(gòu)式為：

n為微晶纖維素的聚合度，n值為：20?~?5000；

本發(fā)明中所述的聚己內(nèi)酯的結(jié)構(gòu)式：

?

m為聚己內(nèi)酯的聚合度，m值為：100?~?5000；

本發(fā)明中所述的偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種，其中：硅烷類偶聯(lián)劑包括KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171等，鈦酸酯偶聯(lián)劑包括NDZ-101、NDZ-102、NDZ-105、NDZ-130、NDZ-201等。

本發(fā)明中所述的淀粉為天然淀粉或變性淀粉中的一種，其中：天然淀粉包括薯類淀粉、玉米淀粉、麥淀粉、米淀粉、豆類淀粉等，變性淀粉包預(yù)糊化淀粉、糊精、酸變性淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉等。

?

本發(fā)明的基于微晶纖維素和聚己內(nèi)酯增強的淀粉基全生物降解共混材料，其組分含量為：以重量份數(shù)計，以淀粉100份為基數(shù)，微晶纖維素0.1~10，聚己內(nèi)酯1~100，偶聯(lián)劑0.1~10，甘油10~50。

?

本發(fā)明的基于微晶纖維素和聚己內(nèi)酯增強的淀粉基全生物降解共混材料的制備方法包括以下步驟：

（1）將微晶纖維素分散在甘油中，超聲使微晶纖維素分散均勻；

（2）將淀粉細(xì)化至等于或小于400目；

（3）將聚己內(nèi)酯充分干燥；

（4）將步驟（1）分散在甘油中的微晶纖維素和步驟（2）的淀粉置高速混合機中混勻；

（5）將步驟（4）的物料、步驟（3）的物料和偶聯(lián)劑置高速混合機中混勻；