一种淀粉降解材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种淀粉降解材料的制备方法，属于降解材料技术领域。本发明专利技术以过氧化氢和过硫酸钾混合而成的复合氧化剂，将淀粉氧化处理制备出氧化淀粉，氧化淀粉具有流动性好，粘度稳定性高，渗透性强，粘结力好等优点，选用的过氧化氢和过硫酸钾混合而成的复合氧化剂，稳定性好，氧化反应比较彻底，残留的氧化剂量少，初粘性好，干燥速度快，污染小；本发明专利技术中采用氧化淀粉和聚乳酸为原料，制备出淀粉降解材料，淀粉经过氧化处理后，分子间的分散性和相互作用有所降低，改善了淀粉力学性能差的缺点，氧化淀粉与聚乳酸之间相对于整个复合体系的依赖性增强，是氧化淀粉与聚乳酸材料两相间的黏合力得到提高，因此淀粉降解材料的拉伸强度有较大的提高。

Preparation of a Starch Degrading Material

The invention relates to a preparation method of starch degradable material, which belongs to the technical field of degradable material. The oxidizing starch is prepared by oxidizing starch with hydrogen peroxide and potassium persulfate. The oxidizing starch has the advantages of good fluidity, high viscosity stability, strong permeability and good cohesion. The compound oxidizing agent made by mixing hydrogen peroxide and potassium persulfate has good stability, thorough oxidation reaction and less residual oxidizing dose. The starch degradation material is prepared by using oxidized starch and polylactic acid as raw materials. After oxidized starch is treated, the dispersion and interaction among the molecules are reduced, the shortcomings of poor mechanical properties of starch are improved, and the dependence between oxidized starch and polylactic acid is enhanced relative to the whole composite system, which is oxidized starch and polylactic acid. The bonding strength between two phases of PLA material is improved, so the tensile strength of starch degradation material is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉降解材料的制备方法
本专利技术涉及一种淀粉降解材料的制备方法，属于降解材料

技术介绍
淀粉是由生物合成的最丰富的可再生资源，是取之不尽、用之不竭的有机原料。淀粉具有来源广泛、价格低、易生物降解的优点，广泛应用于食品、造纸、纺织、粘合剂以及制糖领域，随着不可再生资源的逐渐耗竭，以及满足环境保护的需要，作为可再生资源的淀粉的开发正日益受到人们的关注。但淀粉也有一些缺点不能直接加工应用，还需先对其改性。目前，改性淀粉多采用化学方法处理，通过改善淀粉的分子结构，以增强某些机能或形成新的特性。但化学法普遍存在着一些缺点，如淀粉的化学改性程度控制困难，产品质量不稳定，反应不均匀，产品提纯及分散液处理困难，工艺复杂、成本高，污染严重等。天然淀粉材料因其吸水性强、脆性、强度低大大限制了它的应用。然而根据淀粉分子结构发现分子上存在众多活泼的羟基，可以通过氧化反应、交联反应等途径制备一系列各种性能的淀粉衍生物，还可以在淀粉分子的主链上引入与其化学组成不同的支链，来改变淀粉材料的性质。酸变性淀粉是指用酸处理的改性淀粉，它是一种可溶性淀粉，溶解后仍保持淀粉的颗粒状态，淀粉的透明性和流动性良好，因此又可称为可溶性改性淀粉。淀粉在一定的pH和温度下与氧化试剂反应所得到的产品称为氧化淀粉，现已广泛地应用于造纸、纺织、建筑材料、食品工业等领域。淀粉的醇羟基与具有二元或多元官能团的化学试剂形成二醚键或二酯键，使两个或两个以上的淀粉分子之间架桥在一起，呈多维空间网状结构的反应，称为交联反应。淀粉的接枝共聚物是一类新型的高分子材料，淀粉在引发剂的作用下形成初级淀粉自由基单体，进一步通过链增长反应得到一个连在淀粉分子上的聚合物链，即接枝共聚物。淀粉早先应用于材料主要集中在光-生物降解材料领域及生产填充型材料。光-生物降解材料综合了生物降解和光降解的作用结果能达到较完全的降解，但是光敏剂的引入有可能带来毒副作用，安全性有待进一步论证。而填充型材料则是一种不完全降解材料。近期的研究表明填充了通用材料的淀粉基生物降解材料也并非毫无用处，作为非生物降解的通用材料若以很细的纤维状分解在降解材料中，这种共混材料与垃圾一起堆肥，非生物降解部分全部被微生物或其分泌物覆盖，而起到使土壤活化的作用，并能和腐殖质一起稳定地存在于土壤中，但是在土壤中过多的积累有何负面影响尚难预料。因此一些研发机构和厂商将注意力集中于可完全生物降解淀粉材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有淀粉材料抗水性低、力学性能差的问题，提供了一种淀粉降解材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）按重量份数计，分别称量50～60份淀粉乳液、0.1～0.3份硫酸铜、1～3份复合氧化剂、0.2～0.5份质量分数10%亚硫酸钠溶液，将淀粉乳液、硫酸铜和复合氧化剂混合，放入磁子，并磁力搅拌，得反应液，滴加质量分数10%亚硫酸钠溶液，静置冷却至室温，得悬浊液，抽滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣1～3次，并置于50～60℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温，研磨，得氧化淀粉；（2）按重量份数计，分别称取30～44份氧化淀粉、20～26份聚乳酸、1～8份塑化剂、0.4～0.6份引发剂、50～55份二甲基亚砜、5～12份醋酸酐，将聚乳酸、氧化淀粉和二甲基亚砜混合，糊化处理，得糊化物，依次加入引发剂、醋酸酐和塑化剂，搅拌处理，得铸膜液，将铸膜液流延于膜具内成膜，自然干燥，揭膜即得淀粉降解材料。步骤（1）所述的淀粉乳液为按质量比2∶5将淀粉与去离子水混合，超声搅拌10～20min，用质量分数为3%的盐酸调节pH至3～5。步骤（1）所述的复合氧化剂为过氧化氢和高锰酸钾按质量比5∶6混合。步骤（1）所述的磁力搅拌为置于45～55℃下水浴磁力搅拌1～2h。步骤（2）所述的引发剂为硝酸铈铵和过硫酸铵按质量比1∶2混合。步骤（2）所述的糊化处理为在温度为60～80℃下糊化处理1～2h。步骤（2）所述的搅拌处理为在温度为80～100℃，转速为2000～5000r/min下搅拌30～60min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以过氧化氢和过硫酸钾混合而成的复合氧化剂，将淀粉氧化处理制备出氧化淀粉，氧化淀粉和天然淀粉相比，具有流动性好，粘度稳定性高，渗透性强，粘结力好等优点，选用的过氧化氢和过硫酸钾混合而成的复合氧化剂，稳定性好，氧化反应比较彻底，残留的氧化剂量少，初粘性好，干燥速度快，污染小；（2）本专利技术中采用氧化淀粉和聚乳酸为原料，制备出淀粉降解材料，淀粉经过氧化处理后，分子间的分散性和相互作用有所降低，改善了淀粉力学性能差的缺点，氧化淀粉与聚乳酸之间相对于整个复合体系的依赖性增强，是氧化淀粉与聚乳酸材料两相间的黏合力得到提高，因此淀粉降解材料的拉伸强度有较大的提高；（3）本专利技术中的机械活化使淀粉的结晶结构受到破坏，分子链发生断裂，分子量变小，聚合度降低，黏度下降，直链淀粉含量提高，使得淀粉降解材料的力学性能有了明显的改善；经醋酸酯化改性后，氧化淀粉的自由羟基数目减少，加之淀粉酯碳链本身的疏水特性、构象及淀粉中保留的螺旋结构阻止了未反应的自由羟基与水分子的结合，从而降低了塑料膜的亲水性。具体实施方式按质量比2∶5将淀粉与去离子水混合，超声搅拌10～20min，用质量分数为3%的盐酸调节pH至3～5，得淀粉乳液，按重量份数计，分别称量50～60份淀粉乳液、0.1～0.3份硫酸铜、1～3份复合氧化剂、0.2～0.5份质量分数10%亚硫酸钠溶液，将淀粉乳液、硫酸铜和复合氧化剂混合，放入磁子，并置于45～55℃下水浴磁力搅拌1～2h，得反应液，滴加质量分数10%亚硫酸钠溶液，静置冷却至室温，得悬浊液，抽滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣1～3次，并置于50～60℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温，研磨，得氧化淀粉；按重量份数计，分别称取30～44份氧化淀粉、20～26份聚乳酸、1～8份塑化剂、0.4～0.6份引发剂、50～55份二甲基亚砜、5～12份醋酸酐，将聚乳酸、氧化淀粉和二甲基亚砜混合，在60～80℃下糊化1～2h，得糊化物，依次加入引发剂、醋酸酐和塑化剂，在温度为80～100℃，转速为2000～5000r/min下搅拌30～60min，得铸膜液，将铸膜液流延于膜具内成膜，自然干燥，揭膜即得淀粉降解材料。实例1按质量比2∶5将淀粉与去离子水混合，超声搅拌10min，用质量分数为3%的盐酸调节pH至3，得淀粉乳液，按重量份数计，分别称量50份淀粉乳液、0.1份硫酸铜、1份复合氧化剂、0.2份质量分数10%亚硫酸钠溶液，将淀粉乳液、硫酸铜和复合氧化剂混合，放入磁子，并置于45℃下水浴磁力搅拌1h，得反应液，滴加质量分数10%亚硫酸钠溶液，静置冷却至室温，得悬浊液，抽滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣1次，并置于50℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温，研磨，得氧化淀粉；按重量份数计，分别称取30份氧化淀粉、20份聚乳酸、1份塑化剂、0.4份引发剂、50份二甲基亚砜、5份醋酸酐，将聚乳酸、氧化淀粉和二甲基亚砜混合，在60℃下糊化1h，得糊化物，依次加入引发剂、醋酸酐和塑化剂，在温度为80℃，转速为2000r/min下搅拌30min，得铸膜液，将铸膜液流延于膜具内成膜，自然干燥，揭膜即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淀粉降解材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）按重量份数计，分别称量50～60份淀粉乳液、0.1～0.3份硫酸铜、1～3份复合氧化剂、0.2～0.5份质量分数10%亚硫酸钠溶液，将淀粉乳液、硫酸铜和复合氧化剂混合，放入磁子，并磁力搅拌，得反应液，滴加质量分数10%亚硫酸钠溶液，静置冷却至室温，得悬浊液，抽滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣1～3次，并置于50～60℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温，研磨，得氧化淀粉；（2）按重量份数计，分别称取30～44份氧化淀粉、20～26份聚乳酸、1～8份塑化剂、0.4～0.6份引发剂、50～55份二甲基亚砜、5～12份醋酸酐，将聚乳酸、氧化淀粉和二甲基亚砜混合，糊化处理，得糊化物，依次加入引发剂、醋酸酐和塑化剂，搅拌处理，得铸膜液，将铸膜液流延于膜具内成膜，自然干燥，揭膜即得淀粉降解材料。

【技术特征摘要】
1.一种淀粉降解材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）按重量份数计，分别称量50～60份淀粉乳液、0.1～0.3份硫酸铜、1～3份复合氧化剂、0.2～0.5份质量分数10%亚硫酸钠溶液，将淀粉乳液、硫酸铜和复合氧化剂混合，放入磁子，并磁力搅拌，得反应液，滴加质量分数10%亚硫酸钠溶液，静置冷却至室温，得悬浊液，抽滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣1～3次，并置于50～60℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温，研磨，得氧化淀粉；（2）按重量份数计，分别称取30～44份氧化淀粉、20～26份聚乳酸、1～8份塑化剂、0.4～0.6份引发剂、50～55份二甲基亚砜、5～12份醋酸酐，将聚乳酸、氧化淀粉和二甲基亚砜混合，糊化处理，得糊化物，依次加入引发剂、醋酸酐和塑化剂，搅拌处理，得铸膜液，将铸膜液流延于膜具内成膜，自然干燥，揭膜即得淀粉降解材料。2.根据权利要求1所述的一种淀粉降解材料的制备方法，其特征在于：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭东，张鑫，骆兵建，
申请(专利权)人：黄旭东，
类型：发明
国别省市：江苏,32