[發明專利]一種淀粉改性方法及其在可降解塑料的應用

在審

• 申請號: 202111593945.5
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114213587A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 李毅倫
• 申請（專利權）人: 東莞建泰生物科技有限公司
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/18;C08F220/20;C08F230/08;C08G83/00;C08L67/04;C08L87/00
• 代理公司: 廣州越華專利代理事務所(普通合伙) 44523
• 代理人: 陳岑

本發明涉及淀粉技術領域，具體涉及一種淀粉改性方法及其在可降解塑料的應用，包括如下步驟：取100重量份的淀粉加入到200?300重量份的去離子水中，加入氫氧化鈉溶液調節pH至7?8，攪拌乳化后，加入8?15重量份的丙烯酸丁酯、8?10重量份的丙烯酸羥乙酯、10?17重量份的乙烯基三乙氧基硅烷以及0.5?0.7重量份的引發劑，攪拌均勻后升溫至60?70℃，保溫反應2?3h，得到改性淀粉乳液。本發明的改性淀粉與塑料分子具有較好的相容性，用于可降解塑料中，可以有效改善可降解塑料的力學性能。

技術領域

本發明涉及淀粉技術領域，具體涉及一種淀粉改性方法及其在可降解塑料的應用。

背景技術

淀粉是高分子碳水化合物，是由單一類型的糖單元組成的多糖。淀粉的基本構成單位為α-D-吡喃葡萄糖，葡萄糖脫去水分子后經由糖苷鍵連接在一起所形成的共價聚合物就是淀粉分子。淀粉具有可再生性、無污染、成本低、可生物降解等優點，作為塑料填充材料，可以降低生產升本，而且提高生物可降解性，有效解決白色污染的問題。然而淀粉具有親水性，與PLA等塑料存在不相容的問題，淀粉在塑料中容易發生團聚的現象，嚴重影響組合物的性能，限制了淀粉可降解塑料的發展。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種淀粉改性方法，可以改善其在在可降解塑料上的相容性，并且提供其在可降解塑料的應用方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種淀粉改性方法，包括如下步驟：取100重量份的淀粉加入到200-300重量份的去離子水中，加入氫氧化鈉溶液調節pH至7-8，攪拌乳化后，加入8-15重量份的丙烯酸丁酯、8-10重量份的丙烯酸羥乙酯、10-17重量份的乙烯基三乙氧基硅烷以及0.5-0.7重量份的引發劑，攪拌均勻后升溫至60-70℃，保溫反應2-3h，得到改性淀粉乳液。

本發明通過自由基引發聚合反應，在淀粉分子上接枝丙烯酸酯聚合物，并且利用不同的丙烯酸單體賦予了不同的性能，乙烯基三乙氧基硅烷在丙烯酸酯聚合物分子鏈中引入硅氧基，可以提高改性淀粉的疏水性，從而提高其與塑料分子的相容性；丙烯酸羥乙酯可以在丙烯酸酯聚合物分子鏈中引入羥基，提高反應活性點，有利于通過進一步的交聯反應改善改性淀粉的性能；丙烯酸丁酯可以調節分子鏈長度，有利于接枝率的提升。本發明的改性淀粉與塑料分子具有較好的相容性，用于可降解塑料中，可以有效改善可降解塑料的力學性能。

其中，所述淀粉為木薯淀粉、玉米淀粉和小麥淀粉中的至少一種。

其中，所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.5-1mol/L。

如上所述的改性淀粉乳液可用于制備可降解塑料。

其中，所述可降解塑料的制備方法包括如下步驟：

(1)在100重量份的甲苯中加入50-70重量份的納米二氧化硅和20-30重量份的二苯甲烷二異氰酸酯，加熱至80-90℃回流反應2-3h，然后進行離心、洗滌、干燥，得到改性納米二氧化硅；

(2)將30-40重量份的改性納米二氧化硅加入至100重量份的改性淀粉乳液中，攪拌均勻后，升溫至50-70℃，加入0.01-0.1重量份的催化劑，保溫反應3-4h，然后進行離心、洗滌、干燥，得到改性填料；

(3)將100重量份的聚乳酸、40-60重量份的改性填料、10-15重量份的阻燃劑、10-15重量份的增塑劑以及0.5-1重量份的抗氧化劑在高速混合機進行混合后，投入雙螺桿擠出機中進行擠出造粒，即得到所述的可降解塑料。