[发明专利]一种机械力化学改性制备耐水淀粉基降解塑料母料的方法

说明书

本发明提出一种机械力化学改性制备耐水淀粉基降解塑料母料的方法，所述方法是将淀粉、氢氧化钠溶液和辛烯基琥珀酸酐混合球磨得到酯化淀粉，然后与偶联剂分散均匀后加入气流粉碎机，进一步加入陶瓷材质研磨机，辅助微波研磨，得到热塑性淀粉，再与基体树脂、润滑助剂、填料分散均匀后送入双螺杆挤出机挤出，接着风冷模面切粒、包装，得到耐水淀粉基降解塑料母料。本发明提供的制备方法，通过机械力微细化和微波膨化淀粉的同时利用偶联剂处理淀粉，不但使淀粉的结晶结构破坏具有热塑性，而且淀粉耐水性提升，得到淀粉基降解塑料具有良好的耐水性和加工性。

技术领域

本发明涉及生物降解塑料的技术领域，特别是涉及一种机械力化学改性制备耐水淀粉基降解塑料母料的方法。

背景技术

塑料在为生产生活带来便利的同时，也对生态环境造成威胁。近年来，国家大力推进环保产品，鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用，开始禁止生产、销售和使用一次性不可降解塑料制品。生物降解塑料作为一种节能环保新材料，具有极佳的应用前景。生物降解塑含有易被微生物分解的活性基团羟基、酯基、羧基等，当被放在自然环境中在一定温度和湿度条件下，由于微生物等作用，极易被分解成为水和二氧化碳，从而回归大自然。随着市场需求的不断上升，各种技术成果的产业化转化和应用成为生物降解塑料发展的重点。

在众多生物质塑料中，淀粉塑料作为目前生物塑料中成本最低的塑料原料，在各类包装塑料制品中使用量巨大。淀粉基塑料是以淀粉为主要原材料，经过改性塑化后再与其它聚合物共混加工而成的一种塑料产品。目前的淀粉基塑料已初步具备规模化生产和使用能力，制备工艺相对稳定，原料来源稳定，已广泛用于塑料包装材料、防震材料、塑料膜及塑料袋、一次性餐饮具、食品容器、玩具等行业。

淀粉基塑料中，淀粉具有可生物降解性，是生物降解塑料中的重要材料之一。然而，淀粉是一种天然高分子聚合物，其分子中含有大量羟基（分子结构为Ⅱ和Ⅲ），因此淀粉大分子间相互作用力很强，因此不具有热塑性，成型加工困难，耐水性差，一般不能作为材料单独使用，一般需要与其他塑料制成塑料合金。但其较强的极性又使得淀粉与基础树脂的相容性较差，制约了淀粉在树脂中的添加比例，要解决这些制约淀粉加工的问题就必须对其进行热塑性处理。目前常用的方法是利用小分子极性增塑剂进行热塑性处理，但其亲水性强、耐高温性差，因此，对淀粉的热塑性处理已成为一个重要的研究课题。

中国发明专利申请号201911068516.9公开了一种改性淀粉基可降解塑料，可降解塑料包括如下质量份数的制备原料：聚乳酸60-80份、聚乙烯醇20-30份、改性淀粉40-70份、交联剂3-15份、增塑剂0-5份、分散剂0-3份，改性淀粉为烯基琥珀酸酯化淀粉和/或过氧酸酯化淀粉。中国发明专利申请号201210185395.8公开了一种可降解淀粉基塑料，通过如下步骤制备而得：100重量份的淀粉配置成淀粉水溶液，在80-90℃下糊化；在35-50℃下，向糊化的淀粉中加入2.5-4.5重量份的引发剂，搅拌后加入7.5-10重量份的接枝单体，恒温反应2-3h，减压抽滤，干燥得接枝淀粉；将35-50重量份的共混树脂、10-15重量份的增塑剂加入高速混合机中搅拌，再加入接枝淀粉进行共混，混匀的物料经双螺杆挤出机挤出，冷却，烘干，得可降解淀粉基塑料粒子。上述淀粉基可降解塑料的耐水性和加工性均无法达到普通塑料的加工和使用要求。

为了有效改善小分子增塑剂对淀粉增塑制备淀粉基降解塑料时的耐水性和加工性，有必要提出一种新型淀粉基降解塑料，使得淀粉基降解塑料具备普通塑料能达到的加工性和使用要求。

发明内容

针对目前淀粉增塑使用亲水性小分子增塑剂时存在影响淀粉乃至淀粉基塑料耐水性和加工的问题，本发明提出一种机械力化学改性制备耐水淀粉基降解塑料母料的方法，从而有效改善了热塑性淀粉的耐水性，进而提升了淀粉基降解塑料的加工和使用性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：