[發(fā)明專利]一種高淀粉含量的生物降解塑料及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410125992.0
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103865106A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 宋旭;曹東旭;蘭小蓉;趙劍;師石夯;盧燦輝
• 申請（專利權）人: 宋旭
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L29/04;C08L71/08;C08K5/00;C08K5/092;C08K5/09;C08K5/053;C08J9/04;C08J9/08
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 韓奎勇

技術領域

本發(fā)明屬于高淀粉含量的生物降解塑料及其制備技術領域，具體涉及一種高淀粉含量的生物降解塑料及制備方法。

背景技術

近年來，很多石油類合成高分子材料所帶來的環(huán)境問題以及能源危機日益嚴重，為了環(huán)境和經濟的長期和諧發(fā)展，全球各國都加大了對降解塑料的研究與投資力度。開發(fā)可生物降解環(huán)保塑料可以從根本上緩解“白色污染”問題同時有效地節(jié)約能源。與其它生物降解聚合物相比，淀粉具有來源廣泛、價格低廉和可完全生物降解等優(yōu)點，因而在可生物降解材料領域中具有重要的地位。

早期發(fā)展的填充型淀粉塑料是通過原淀粉和石油類樹脂基體簡單混合來得到制品，淀粉含量為5～30wt%，由于該類塑料的主要成分仍然是石油基樹脂，這部分樹脂達到完全降解需要上百年，因此很快被淘汰；20世紀90年代開發(fā)了淀粉/合成高分子共混型塑料，通過對原淀粉進行物理或化學改性處理后再與樹脂接枝共混，淀粉含量最高可達到60wt%，但這種塑料的加工性能和使用性能都不夠理想，而且，其成本比現有石油基塑料貴2～3倍。盡管在一定程度上減輕了塑料廢棄物對環(huán)境的污染，但是由于所用的樹脂基體仍然是不可降解樹脂，因此沒有從根本上解決“白色污染”問題。（邱威揚,王飛鏑,邱賢華等.淀粉塑料現狀及發(fā)展前景,高分子通報,2000,4:77～82；郭振宇,胡世偉,丁著明等.淀粉基降解塑料的研究進展,塑料助劑,2011,6:16～21）

為克服上述兩類淀粉降解塑料的不足，同時也為了制備真正意義上的完全可降解的淀粉基塑料，近幾年人們開始嘗試制備高淀粉含量的生物熱塑性降解塑料，即保證材料中淀粉的含量較高（70～100wt%），同時加入的少量其他物質也是可以完全降解的。其最終目的是使得材料具有塑料樹脂的性質，既可以進行熱塑加工，又能快速、完全地在自然環(huán)境中降解。同時，由于淀粉可從玉米、小麥、甘薯及馬鈴薯等農作物中得到，且此舉也可開拓淀粉高附加值產品市場，可有效促進農村經濟快速發(fā)展。因此，高淀粉含量的生物塑料繼直接填充型淀粉塑料和共混型淀粉塑料相繼被淘汰之后，成為淀粉基塑料領域研究中的熱點，也是最具有發(fā)展前景的生物可降解塑料之一。

目前在國外，日本住友商事公司、美國Warner-lambert公司和意大利Novamont公司等宣稱成功研究出含淀粉量在90%～100%的高淀粉含量的生物塑料，在一個月到一年內可完全生物降解而不留任何痕跡、無污染，可用于制造各種容器、瓶罐、薄膜和垃圾袋等。世界上相關方面的研究以日本、意大利和美國的研究較為前沿。但由于目前成本過高或改性工藝復雜，尚未實現大規(guī)模應用（何小維,羅志剛.淀粉基生物降解塑料的研究進展,食品研究與開發(fā),2005,26(5):196～200；邱威揚,邱賢華,喻繼文.國內生物降解淀粉塑料研究現狀與展望,2003,31(4):1～3）。而國內對可完全生物降解的淀粉塑料的研究多停留在基礎研究或實驗室階段，僅有少數單位聲稱開發(fā)生產出可完全生物降解的熱塑性淀粉塑料，可以用于薄膜、片材的生產，但關于其產業(yè)化和產品應用方面的報道仍比較少。申請?zhí)柗謩e為200310111110.7、

201010104693.0、200410011338.3的中國專利選用變性淀粉為主要原料，結合接枝反應或其他各類增塑劑成功制備了淀粉含量≥80wt%的淀粉基降解塑料，但由于所選用的淀粉原料均為天然植物淀粉經變性處理以后所得的變性淀粉，從而在一定程度上增加了對原料本身的技術依賴程度，使得制備的工藝過程更加復雜，同時也增加了成本。

據此，本發(fā)明則通過一種新型的更加簡單有效的途徑來制備高淀粉含量的生物降解塑料，即利用一種新型的復合增塑體系直接對天然植物淀粉進行增塑改性，并有效地結合多種增韌劑對淀粉的增韌協(xié)同作用，從而有效地減少傳統(tǒng)增塑劑所導致的淀粉“回生”現象以及小分子增塑劑的“遷移”現象，實現高淀粉含量的生物塑料性能的優(yōu)化。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對當前高淀粉含量的生物塑料難塑化、難加工、產品力學性能差、耐水性差、成本較高以及當前所使用的部分改性助劑不夠環(huán)保、不可降解等缺陷，提供一種采用新型復合增塑體系所制備的高淀粉含量的生物降解塑料；

本發(fā)明的另一目的是提供該高淀粉含量的生物降解塑料的制備方法。

本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種高淀粉含量的生物降解塑料，包括天然植物淀粉、主輔兩種增韌劑、環(huán)保類復合增塑劑及環(huán)保的加工助劑，其重量分數比如下：天然植物淀粉70～90wt%、主輔兩種增韌劑1～15wt%、環(huán)保類復合增塑劑1～20wt%、環(huán)保的加工助劑1～4wt%。