[發(fā)明專利]一種耐熱改性熱塑性淀粉包裝材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010731341.1
• 申請(qǐng)日: 2020-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN111763354B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖國慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南瑞富源塑膠工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C08L3/02
• 分類號(hào): C08L3/02;C08L83/06;C08L87/00;C08K5/053;C08J5/18;C08G77/38;C08G81/00;B65D65/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及食品包裝材料領(lǐng)域，公開了一種耐熱改性熱塑性淀粉包裝材料及其制備方法。該包裝材料由70～80份淀粉、20～30份增塑劑、3～5份含有至少兩個(gè)羧基和至少一個(gè)兒茶素的改性八苯基?POSS制成，制備過程包括以下步驟：(1)改性：用改性八苯基?POSS對(duì)淀粉進(jìn)行酯化改性，獲得改性淀粉；(2)物料混合：將改性淀粉與增塑劑在高速混合機(jī)中混勻，獲得混合物料；(3)成膜：將混合物料加入擠出機(jī)中，經(jīng)流延或吹塑成型，獲得耐熱改性熱塑性淀粉包裝材料。本發(fā)明的包裝材料在具有熱塑性淀粉材料優(yōu)異的生物降解性的同時(shí)，通過接枝改性八苯基?POSS，具有較好的耐熱性能、力學(xué)性能和抗氧化性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及食品包裝材料領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱改性熱塑性淀粉包裝材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)越來越受到人們的重視，由于石油基塑料的不可再生和不可生物降解等特性而帶來的環(huán)境污染、能源緊缺等一系列問題也越來越嚴(yán)重，“白色污染”已成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。

淀粉由于其原料來源豐富、成本低、可用性廣、可堆肥性好和無毒等優(yōu)點(diǎn)，近年來受到了廣泛關(guān)注。淀粉主要由直鏈淀粉和高度分支的支鏈淀粉組成，其顆粒中含有晶區(qū)和非晶區(qū)結(jié)構(gòu)。利用擠出機(jī)經(jīng)高溫、高壓和增塑劑的共同作用將淀粉擠出，可使淀粉顆粒中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)經(jīng)熔融和剪切作用而解體，形成無定形態(tài)的淀粉大分子結(jié)構(gòu)，使分子間作用力減小，從而使淀粉具有熱塑加工性能，稱之為熱塑性淀粉(TPS)。

以熱塑性淀粉為基料制得的包裝膜，其生物降解性能優(yōu)異，且具有水分、氣體的選擇通透性，常被用于包裝食品，但同時(shí)，熱塑性淀粉所存在的力學(xué)性能差、熱穩(wěn)定性差的問題也限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種耐熱改性熱塑性淀粉包裝材料及其制備方法。該包裝材料在具有熱塑性淀粉材料優(yōu)異的生物降解性的同時(shí)，還具有較好的耐熱性能和力學(xué)性能。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：

一種耐熱改性熱塑性淀粉包裝材料，包括以下重量份的原料：淀粉70～80份，增塑劑20～30份，改性八苯基-POSS3～5份；所述改性八苯基-POSS中含有至少兩個(gè)羧基和至少一個(gè)兒茶素。

一種制備上述包裝材料的方法，包括以下步驟：

(1)改性：用改性八苯基-POSS對(duì)淀粉進(jìn)行酯化改性，獲得改性淀粉；

(2)物料混合：將改性淀粉與增塑劑在高速混合機(jī)中混勻，獲得混合物料；

(3)制膜：將混合物料加入擠出機(jī)中，經(jīng)流延或吹塑成型，獲得耐熱改性熱塑性淀粉包裝材料。

本發(fā)明先利用改性八苯基-POSS對(duì)淀粉進(jìn)行酯化改性，再進(jìn)行塑化和成膜，能有效提高熱塑性淀粉包裝材料的耐熱性能和力學(xué)性能，機(jī)制如下：改性八苯基-POSS中具有由Si-O交替連接的硅氧骨架組成的籠狀無機(jī)內(nèi)核(Si₈O₁₂)，通過改性八苯基-POSS中的羧基與淀粉中的羥基之間的酯化反應(yīng)，籠狀無機(jī)內(nèi)核被接枝到淀粉上，成為淀粉的側(cè)鏈，由于籠狀無機(jī)內(nèi)核具有較大的剛性，故能限制淀粉分子鏈運(yùn)動(dòng)，從而改善熱塑性淀粉的耐熱性能；同時(shí)，含有至少兩個(gè)羧基的改性八苯基-POSS還能在不同的淀粉分子鏈之間形成連接，提高淀粉的交聯(lián)程度，從而進(jìn)一步提高熱塑性淀粉的耐熱性能，并使最終獲得的包裝材料具有更好的力學(xué)性能。

在提高耐性性能和力學(xué)性能的同時(shí)，本發(fā)明的改性八苯基-POSS還能通過兒茶素賦予熱塑性淀粉包裝材料抗氧化性，有利于食品的保鮮。

此外，本發(fā)明通過化學(xué)接枝的方式在熱塑性淀粉中引入POSS和兒茶素，相較于物理共混而言，化學(xué)接枝的方式能改善POSS和兒茶素與熱塑性淀粉之間的相容性，因而有利于改善熱塑性淀粉的耐熱性能和力學(xué)性能，并能使其更穩(wěn)定地存在于熱塑性淀粉包裝材料中，防止在長期儲(chǔ)存和加熱的過程中析出。