[發明專利]一種全降解粒子及其制備方法

在審

• 申請號: 201410812322.6
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104530487A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 李澧;朱佳廷;王合葉
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L5/00;C08L5/04;C08L5/08;C08L91/06;C08K5/09;B29C47/92
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳;張波濤

技術領域

本發明涉及塑料技術領域，特別涉及一種全降解粒子及其制備方法。

背景技術

育苗是農業生產中最重要的技術環節，首先在苗圃、溫床或溫室里培育幼苗，成苗后移植至田間。塑料營養缽/盤是最早采用的育苗技術，但是這種技術存在3個問題限制了其推廣。首先是塑料營養缽/盤不易降解，需要在移栽種苗后進行人工回收；其次是育苗后需要人工移栽種苗比較費時費工；最后是移栽過程中容易造成作物的根系受到傷害影響作物的生產，造成作物減產。

目前解決塑料營養缽/盤的方法主要有土缽育苗，紙缽育苗，秸稈(植物纖維等)膠粘育苗。但是這些方法中土缽育苗雖然具有安全、簡單、便宜等優點，但是土缽易碎，在育苗期內的潮濕、保溫的環境下基本全碎，無法在育苗后再運輸，因而這種方法不適合育苗企業、工廠、科研院所使用。對于紙缽育苗雖然安全便宜，但是與土缽類似，無法在潮濕、保溫的環境下使用。對于秸稈(植物纖維等)膠粘育苗，雖然具有使用時間長、抗震性較好、價格低、可功能集成等優點，但是，在制造膠粘育苗器皿中添加了膠黏劑，長期使用，必然對土壤造成嚴重的危害。

發明內容

針對上述部分問題，本發明提供了一種全降解粒子及其制備方法。

所述全降解粒子包括多糖和淀粉，所述全降解粒子利用所述多糖與淀粉的分子結構具有相似相容性來破壞所述淀粉分子自身羥基間的氫鍵，進而通過在所述淀粉分子的表面引入幾個或幾十個多糖的分子來增塑所述淀粉分子；所述多糖的分子量小于1萬。

一種全降解粒子的制備方法，所述方法包括以下步驟：

S1：在所述混料機靜止時，將所述淀粉、分子量小于1萬的多糖添加進去，啟動所述混料機運轉；

S2：在所述混料機旋轉5～10分鐘之后，在攪拌中加入開口劑和能增加淀粉和多糖混料的流動性的物質，并繼續攪拌10分鐘。

S3：將S2中混勻的物料置于雙螺桿擠出機中造粒，得到全降解粒子。

本發明提供的全降解粒子使用多糖塑化，無需對淀粉進行修飾、改性，使用的材料安全、可循環、無毒，不需要使用偶聯劑，不需要納米二氧化硅的修飾、不需要對淀粉進行疏水處理。所述全降解粒子制備方法簡單，易于產業化生產，制成的一次性用品能夠全降解。

附圖說明

圖1全降解育苗器皿的抗震性實驗；

圖2淀粉基粒子的降解曲線。

具體實施方式

首先需要闡明的是，以往全降解熱塑性材料通常使用直鏈淀粉制備，但是本發明對淀粉結構要求不高，因而所使用的淀粉為常規淀粉制備，既不需要原材料含有高比例的直鏈淀粉，也不需要對天然淀粉進行直鏈淀粉提取。

在這個實施例中側重介紹全降解粒子的制備原理，即通過使用淀粉和分子量小于1萬的多糖來制作具有熱塑性的材料。這里淀粉是一種大分子量的多糖，其分子量可達到幾萬甚至十幾萬，所述淀粉的顆粒的粒徑也很大，在幾十微米。在這個實施例中，利用多糖與淀粉結構具有相似相容性，從而能夠破壞淀粉顆粒自身羥基間的氫鍵，進而在大的淀粉顆粒表面引入幾個或幾十個分子量小于1萬的多糖分子，達到增塑淀粉分子的目的。

優選的，對于100份淀粉，需要添加10份多糖。

由于淀粉和多糖的混料具有親水性，流動性較差，比較難造粒，因而添加了開口劑和能增加淀粉和多糖的混料的流動性的物質。

可選的，所述增加淀粉和多糖的混料的流動性的物質可以為硬脂酸，硬脂酸鈣、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、乙交酯等物質中的一種或多種組合；所述開口劑可以為液體石蠟，棕櫚油、椰子油、硅油等物質中的一種或多種組合。所添加的這兩類物質分別為淀粉含量的1％～3％、0.01％～0.05％，進一步地，如果添加的能增加淀粉和多糖的混料的流動性的物質添加的含量為淀粉含量的1％，則添加的開口劑的含量為0.03％。

優選的，在全降解粒子的成分中添加的能增加淀粉和多糖的混料的流動性的物質為硬脂酸，開口劑為液體石蠟。增加的硬脂酸的熔點在80℃左右，增加的石蠟是開口劑，熔融的溫度低，可以利用這兩種物質能夠更好的在不同溫度區增加淀粉和多糖混合粉體的流動性。同時，石蠟具有疏水性，但是與淀粉的相容性很差，而硬脂酸為兩性材料，因此能夠很好增加材料間的相容性。這里選擇硬脂酸和液體石蠟相對具有相同作用的其它材料來說具有更高的性價比。

優選的，對于100份淀粉，所述硬脂酸的含量為1～3份；所述液體石蠟的含量為0.01～0.05份。

更優的，對于100份淀粉，如果硬脂酸的含量為1份，則液體石蠟的含量為0.03。