[发明专利]淀粉组合物、淀粉基薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及全生物降解薄膜，具体涉及利用一种淀粉组合物、淀粉基薄膜及它们的制备方法，属生物化工领域。

技术背景

随着人们生活水平的提高，生活节奏的加快，一次性塑料薄膜的用量与日俱增。为解决世界性的塑料污染及开拓非石油基塑料原料的来源问题，研究和开发能在环境中降解并被环境同化消纳的生物可降解塑料薄膜是各国关注的热点。

以淀粉为代表的天然再生资源因其可再生性、价格低廉、可生物降解和对环境友好等特性可用于塑料薄膜的生产。淀粉降解塑料自问世以来得到了飞速的发展，先后经历了填充型淀粉塑料、接枝共混性淀粉塑料和热塑性淀粉塑料三个阶段。我国对可降解塑料薄膜的研究起步于20世纪70年代。最初研发侧重于光降解塑料薄膜，主要包括碳酸钙填充型和淀粉填充型光降解塑料薄膜，但上述产品均不能完全降解。目前，国内外对淀粉作为生物降解膜也有研究报道，如熊汉国等将淀粉增塑后进行增强和疏水处理制备淀粉降解薄膜[中国粮油学报,2003,18(3):32-34]；董桓等研究了用微生物发酵淀粉制备聚酯、聚乳酸等生物降解膜[化学通报，1997，3：8-13]；马莺等人通过糊化、共混、增塑交联而制备了全降解淀粉基薄膜[ZL101143936.8]。但上述制备的淀粉薄膜虽具有良好的成膜性，然而由于淀粉本身的结构原因，所制得的产品存在着力学强度低、耐水性不好、湿强度差和降解速率不理想等缺点，因而限制了其广泛应用。

目前，本领域尚需提供一种高强度、耐水且降解的淀粉基薄膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的淀粉基薄膜及其制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种新型的淀粉组合物及其制备方法。

本发明的第一方面，提供一种淀粉组合物，所述淀粉组合物包含直链淀粉和支链淀粉，以所述淀粉组合物的总重量计，所述直链淀粉的含量占90wt%以上。

本发明的第二方面，提供一种淀粉基薄膜，所述薄膜包含第一方面所述的淀粉组合物以及添加剂，所述添加剂为增强剂、增塑剂、交联剂、助剂或其组合，其中，

所述增强剂为聚乙烯醇PVA；

所述增塑剂为甘油、乙二醇、丁二醇、山梨醇、木糖醇、甲酰胺、己内酰胺、尿素、硬脂酸甘油酯中的任一种或两种以上的组合；

所述交联剂为乙二醛、戊二醛或其组合；

所述助剂为蒙脱土、纳米微晶纤维素、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙或其组合。

在另一优选例中，所述淀粉基薄膜具有以下一个或多个特征：

(1)断裂强度为15MPa-25MPa，断裂伸长率为100%-250%；

(2)根据GB/T19275-2003的条件检测土埋法降解性能，二个月降解率为95%-99%，三个月可完全降解；

(3)湿度在50%时，薄膜含水率为8%-15%；

(4)湿度100%时，薄膜含水率＜25%。

在另一优选例中，在湿度100%时，所述淀粉基薄膜含水率为15%-25%。

在另一优选例中，在湿度100%时，所述淀粉基薄膜含水率为18%-25%。

本发明的第三方面，提供一种淀粉组合物的制备方法，包括步骤：

(a)采用淀粉脱支酶处理天然淀粉的糊化液，对所述天然淀粉进行水解酶切反应，得到酶解淀粉糊剂；

(b)对步骤a)获得的酶解淀粉糊剂进行失活处理后将其与极性配合剂进行络合沉淀得到所述淀粉组合物。

在另一优选例中，所述天然淀粉的糊化液中天然淀粉质量分数为3%-6%；所述的天然淀粉和所述淀粉脱支酶的质量比为100:（1-4）；所述的天然淀粉与极性配合剂的质量比为1:（1-2），其中，

所述淀粉脱支酶为普鲁兰酶、异淀粉酶或其组合；

所述极性配合剂为正丁醇、百里酚、异戊醇或其组合。

在另一优选例中，所述步骤a)的水解酶切反应的时间为10-30min，温度为40-60℃，所述天然淀粉的糊化液的糊化液的pH为5-7；

和/或所述步骤b)的络合温度为70-90℃，络合反应时间在1-3小时。

在另一优选例中，所述方法包括在络合沉淀后对所述淀粉组合物进行分离的步骤。

本发明的第四方面，提供第二方面所述的淀粉基薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(ⅰ)提供第一方面所述的淀粉组合物的水溶液或水性溶液；

(ⅱ)在所述水溶液或水性溶液中加入添加剂获得铸膜液；

(ⅲ)采用步骤ii)获得的铸膜液进行铸膜得到所述淀粉基薄膜，