[发明专利]天然植物高分子淀粉的二阶式表面反应处理方法

说明书

本发明公开了天然植物高分子淀粉的二阶式表面反应处理方法；其有效改善了现有技术中，因淀粉的热塑性、相容性不佳，在加工制造热塑性淀粉塑料或热塑性淀粉改性塑料时随着淀粉用量的增加其机械和物理性能下降严重的问题。本发明提供的方法可以使淀粉的热塑性、相容性得到极大改善，可大大地提高加工制造热塑性淀粉塑料或热塑性淀粉改性塑料的机械和物理性能；同时绿色环保、生态安全。

技术领域：

本发明涉及天然植物高分子淀粉的加工和处理；具体地说，涉及天然植物高分子淀粉的二阶式表面反应处理方法。

背景技术：

目前，塑料废弃物数量大、降解困难，严重影响环境和生态。因此，生物降解高分子材料的应用日益增长。由于生物降解高分子材料和普通常用塑料相比，成本高、难度大、加工工艺复杂；很大程度上限制了生物降解高分子材料的应用。

天然植物高分子淀粉，由于其自身分子结构的原因，热塑性差、和其它生物降解高分子材料相容性差。淀粉在用于加工制造热塑性淀粉塑料或热塑性淀粉改性塑料时，淀粉一般采用偶联处理、糊化处理或不经处理直接使用；这样加工制造的热塑性淀粉塑料或热塑性淀粉改性塑料的机械和物理性能随着淀粉用量的增加下降严重，亟待改善。淀粉是一种天然植物高分子粉体，绿色环保、生态安全、价格便宜、生物降解性好，如果能有效地改善淀粉的热塑性、相容性等等性能，将会极大地提高生物降解塑料这种生态友好塑料的应用，减少废弃通用塑料生产的污染。

发明内容：

本发明提供了天然植物高分子淀粉的二阶式表面反应处理方法，是通过天然植物高分子粉体(如淀粉)和酸或酸酐以二阶步进的方式发生表面反应达到使其表面改性的方法。此方法处理的天然植物高分子粉体(淀粉)，极大地改善了其热塑性和相容性，从而使热塑性淀粉塑料或热塑性淀粉改性塑料的机械和物理性能得到大幅度改善。

本发明的方法用于天然植物高分子粉体(如淀粉)的表面处理。反应控制在淀粉微粒的表面发生。改善天然植物高分子粉体(如淀粉)的热塑性、提高淀粉和其它高分子材料特别是生物降解高分子材料的相容性、提高淀粉和高分子材料共混物的各项性能。

在第一阶反应器中，保持设定的温度，加入淀粉并高速搅拌；淀粉在高速搅拌状态下，均匀地喷入酸或酸酐(例如柠檬酸)和少量其它添加剂，混合均匀；淀粉表面和酸或酸酐(例如柠檬酸)发生反应。在第一阶反应器中经过规定的反应时间后，将物料放入第二阶反应器中，继续反应。在第二阶反应器中经过规定的时间后，得到已表面处理的淀粉。

第一阶反应器温度设定为20～180℃，第二阶反应器中温度可依据反应要求和工艺联系设定。第一阶反应器物料停留时长设定为2～120分钟，第二阶反应器物料停留时长设定为2～120分钟。

反应处理中，酸组份可以是酸或酸酐(例如柠檬酸、苹果酸、硬脂酸、马来酸等有机酸或其酸酐)，最好是生态安全的酸或酸酐(例如柠檬酸、苹果酸、硬脂酸、醋酸等有机酸或其酸酐)；酸或酸酐可以用一种也可以数种并用。酸组份(酸和酸酐)和淀粉的重量百分比为0～20％(淀粉重量计为100)。

与现有技术相比，采用本发明所提供的方法，可以达到以下技术效果：

1、本发明方法处理的天然植物高分子粉体(淀粉)，极大地改善了其热塑性和相容性，从而使热塑性淀粉塑料或热塑性淀粉改性塑料的机械和物理性能得到大幅度改善。

2、本发明方法，高效节能，制造成本低。

3、本发明方法处理淀粉，处理过程绿色无污染；处理后的淀粉，完全不含有害物质，生态安全。