[發(fā)明專利]一種具有防水性和高強度的淀粉基全降解膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010917383.4
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112011097B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳一;李知函;劉文勇
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08L3/10
• 分類號: C08L3/10;C08L3/08;C08L5/08;C08L71/02;C08L83/08;C08K3/38;C08K5/053;C08J5/18;B65D65/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種具有防水性和高強度的淀粉基全降解膜，該淀粉基膜以雙醛淀粉、氧化淀粉、醛基化透明質(zhì)酸、八臂聚乙二醇氨基、O?羧甲基殼聚糖、八氨鹽基籠狀倍半硅氧烷、甘油為原料，通過流延法制備而得，該膜由于內(nèi)部多種反應(yīng)而導(dǎo)致其具有更好的強度和抗撕性，由于疏水粒子在膜中的排列導(dǎo)致其具有更好的防水性，以上優(yōu)勢使得該膜可應(yīng)用于包裝領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于包裝品制備領(lǐng)域，具體涉及一種由淀粉為主要原料，具有可全降解、高強度、防水性特征的膜材料。

背景技術(shù)

2020年1月出臺了嚴(yán)格的禁塑令，在一定時間段將禁止作為包裝的塑料制品使用，這就要求開發(fā)新的可降解材料作為替代品。多種生物質(zhì)可降解基料被用于此領(lǐng)域的開發(fā)，如淀粉、植物纖維、生物聚酯如聚乳酸等被廣泛應(yīng)用于制備不同的包裝制品。膜材料在包裝中用量巨大，是重點的研發(fā)對象。

淀粉來源廣泛，價格便宜，是一種可用于代塑的理想生物質(zhì)材料，然而由于淀粉分子鏈自身結(jié)構(gòu)的關(guān)系，單獨作為膜材料其強度無法滿足包裝的需要，而淀粉本身吸水，也很容易造成因為潮濕而造成的性能下降。大量針對淀粉改性以提高膜性能的技術(shù)被開發(fā)，主要包括物理改性或化學(xué)改性方式。物理改性包括塑化和共混，塑化即采用甘油等物質(zhì)提高淀粉的可塑性，而共混中各種不同聚合物、生物質(zhì)，納米粒子均被使用，如淀粉與不可降解樹脂PE、PP的共混，與可降解樹脂PLA、PCL的共混等，還可與生物質(zhì)如明膠、殼聚糖等共混。納米粒子也被廣泛應(yīng)用，如納米石墨烯、碳納米管、納米植物纖維等均被使用，化學(xué)改性則是將在淀粉中接入不同基團以提高物質(zhì)的強度、相容性等，如淀粉接馬來酸酐，淀粉接枝聚乳酸和淀粉基團改性等。而化學(xué)改性和物理改性也可結(jié)合，即化學(xué)改性后再實施物理混合。而在膜制備中又包括了擠出熔融法和水溶液流延法，淀粉基膜采用這兩種方法均可成型，各有利弊。如流延法制備的膜相對較薄，生產(chǎn)效率更高，表面更加光滑，而擠出成型的膜相對可以實現(xiàn)一定程度取向從而提高某方面性能。盡管如此，目前的淀粉基膜在性能上仍無法達(dá)到理想，其中最需要的解決的就是淀粉膜容易吸水而引起強度下降問題。為解決此問題，本發(fā)明提供一種具有一定防水性和高強度的淀粉基膜，在包裝領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的目的是提供一種可適應(yīng)于流延加工的全降解淀粉基復(fù)合膜配方及這種膜的制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種具有防水性和高強度的淀粉基全降解膜，由以下組分和對應(yīng)比例組成：

雙醛淀粉 40-60份

羧基淀粉 8-16份

硼砂 0.5-1份

醛基化透明質(zhì)酸 5-10份

八臂聚乙二醇氨基 3-6份

O-羧甲基殼聚糖 4-8份

八氨鹽基籠狀倍半硅氧烷 1-3份

甘油 6-12份

進一步，所述具有防水性和高強度的淀粉基全降解膜的制備過程為：

（1）將雙醛淀粉、羧基淀粉、醛基化透明質(zhì)酸加入去離子水中，濃度為4-8g/L，加熱至60-65℃，于150-300rmp轉(zhuǎn)速攪拌20-30min至淀粉全部糊化，后冷卻至室溫，靜置3-5小時，得到料液I；

（2）將O-羧甲基殼聚糖、八臂聚乙二醇氨基、八氨鹽基籠狀倍半硅氧烷加入去離子水中，于室溫下100-200rmp轉(zhuǎn)速攪拌30-60min至物料完全溶解，濃度介于60-120g/L之間，得到料液II；

（3）將料液I和料液II混合后，室溫下100-200rmp轉(zhuǎn)速攪拌30-60min，后在保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)下緩慢加入甘油，加入速率按份數(shù)計算為1-1.5份/min，繼續(xù)攪拌20-30min，得到料液III；