[發明專利]一種耐水型淀粉基生物降解塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 202310344880.3
• 申請日: 2023-04-03
• 公開（公告）號: CN116285015A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 楊建雷;許士才;王文青;王繼儀;王瑞
• 申請（專利權）人: 德州學院
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L91/00;C08L1/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明公開了一種耐水型淀粉基生物降解塑料，其原料按重量份包括：淀粉55～70份、塑化劑25～40份、增強劑1～5份、交聯劑0.5～5份和相容劑0.5～5份；所述淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉或木薯淀粉中的一種或多種；所述塑化劑為有機酸?環氧植物油低聚物；所述增強劑為微晶纖維素、二氧化硅、殼聚糖或聚乙烯醇中的一種或多種；所述交聯劑為氨丙基三乙氧基硅烷或氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或兩種；所述相容劑為硬脂酸。本發明采用成本低廉和來源廣泛的有機酸和環氧植物油合成了具有交聯作用的有機酸?環氧植物油低聚物。利用有機酸?環氧植物油低聚物作為淀粉的反應性塑化劑，低聚物的羧基和淀粉的羥基可發生酯化反應，因此合成的淀粉基降解塑料將具有優異的耐水性。

技術領域

本發明屬于復合材料及其制備的技術領域，具體涉及一種耐水型淀粉基生物降解塑料及其制備方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

塑料制品被廣泛地應用于醫療、農業、生活等領域，已成為經濟發展必不可少的重要材料。大部分傳統塑料(如聚氯乙烯、聚乙烯等)以石油為原料，在自然環境下很難降解，對生態環境造成了嚴重的污染。同時，石油為不可再生資源，正在面臨枯竭。由于生物質資源來源廣、可再生，生物基降解塑料是當前塑料行業的研究熱點。統計數據顯示，降解塑料僅占塑料總量的1％。因此，研發高性能、低成本的降解塑料迫在眉睫。

淀粉是一種天然高分子化合物，資源豐富，來源廣泛，可再生，成膜性好，在自然環境中能完全降解，淀粉基降解塑料是最重要的生物塑料之一。由于淀粉分子含大量羥基，需使用水溶性塑化劑，因此導致了降解塑料耐水性較差，這極大地限制了其應用范圍。

為克服淀粉基降解塑料耐水性差的問題，通常加入大分子物質或對淀粉進行疏水修飾。可降解大分子物質如聚乳酸、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯等本身具有較高的力學性質，在一定程度上提高了降解塑料的機械性能。但是，以淀粉為主的降解塑料，其它大分子添加量有限，降解塑料耐水性仍然較差。現有技術中，存在利用環氧植物油作為淀粉的反應性塑化劑，但是淀粉與環氧植物油相容性較差，需要另外添加相容劑和不可降解的聚乙烯。化學修飾可以引入疏水性基團，從而提高降解塑料耐水性，但是，化學方法大多使用有毒的改性劑(雙酚A、表氯醇等)和有機溶劑(吡啶、二甲基酰胺等)，導致生產成本過高。

發明內容

為了克服上述問題，本發明提供了一種耐水型淀粉基生物降解塑料及其制備方法。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個方面，提供了一種耐水型淀粉基生物降解塑料，其原料按重量份包括：淀粉55～70份、塑化劑25～40份、增強劑1～5份、交聯劑0.5～5份和相容劑0.5～5份；

所述淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉或木薯淀粉中的一種或多種；所述塑化劑為有機酸-環氧植物油低聚物；所述增強劑為微晶纖維素、二氧化硅、殼聚糖或聚乙烯醇中的一種或多種；所述交聯劑為氨丙基三乙氧基硅烷或氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或兩種；所述相容劑為硬脂酸。

本發明的第二個方面，提供上述耐水型淀粉基生物降解塑料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

按照重量配比將淀粉、塑化劑、增強劑、交聯劑和相容劑放入反應容器中進行混合攪拌，后密封保存一段時間，將密封保存后的混合物放入密煉機中進行熔融混合；

將熔融混合后的材料用切粒機切成顆粒，將顆粒進行干燥，后將干燥后的顆粒放入不銹鋼模具中，在熱壓成型機中進行熱壓成型，得到耐水型淀粉基生物降解塑料。

本發明的有益效果在于：