一种辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒的制备方法，利用射线对玉米淀粉进行辐照，得到辐照玉米淀粉；以重量份数计，将100份辐照玉米淀粉、10-30份塑化剂、5-15份增强剂、0.5-2份交联剂、和0.01-1份开口剂混合均匀，得到混合料；将混合料造粒，得到所述生物降解颗粒。本发明专利技术的生物降解颗粒制备方法简单，成本低廉，使用的试剂安全无毒，塑化效果好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，利用射线对玉米淀粉进行辐照，得到辐照玉米淀粉；以重量份数计，将100份辐照玉米淀粉、10-30份塑化剂、5-15份增强剂、0.5-2份交联剂、和0.01-1份开口剂混合均匀，得到混合料；将混合料造粒，得到所述生物降解颗粒。本专利技术的生物降解颗粒制备方法简单，成本低廉，使用的试剂安全无毒，塑化效果好。【专利说明】
本专利技术涉及可生物降解塑料，特别涉及。
技术介绍
塑料制品具有重量轻、机械性能好、耐水、耐化学腐蚀、外观美观、制造及安装方便以及价格低廉等优点，被广泛的应用到工业、农业、医药化工、国防及人们生产和日常生活的各个领域。2012年，我国塑料制品累计总产量5830万T以上，居世界第二位。然而，大量废弃塑料制品的不可降解性，给人类的生存环境带来了巨大的困扰。一)目前塑料废弃物的处理主要采用回收、焚烧、掩埋等方式。对于回收处理方式，以目前的科技水平仅有25%的塑料废弃物可以被回收。对于塑料废弃物而言，回收处理的费用很高，而回收产品的性能较低，使用价值不高。对于焚烧处理，会产生大量的有害气体，对环境造成极大的污染，目前已经禁止该处理方式。对于填埋处理，既占用土地，又不会对塑料的降解产生实质性帮助。我国每年产生约500万吨的塑料垃圾，除了 30%左右由个体业主自发回收利用，其余大部分进行卫生填埋或随意堆放，造成大量的资源浪费和环境污染。二)塑料制品中含有增塑剂邻苯二甲醛酯类化合物。该化合物具有低水溶性、高脂溶性和生物积累性。残弃的塑料制品经长时间浸浙会缓慢的释放出该类化合物，对水源、土壤造成毒害。同时，塑料制品的大量使用还加速了石油能源的消耗。众所周知，石油是一种不可再生资源，大量的消耗必将导致石油能源的枯竭。据报道全球石油储量约800亿吨，而全球每年的石油消耗量超过30亿吨，如此下去，数十年后，高分子塑料工业将面临原料匮乏的困境。淀粉具有可循环再生性、来源广泛、价格低廉、降解性能优良等优点，成为一种理想的塑料替代品。第一代淀粉塑料是淀粉填充型塑料。该类塑料中淀粉含量在10%~30%之间，淀粉降解后塑料崩解成碎片残留在自 然环境中。该类塑料可缓解高分子塑料造成的白色污染，但不能从根本上解决白色污染问题；第二代淀粉塑料为淀粉共混型塑料。该类塑料中淀粉含量提高到30%~70%，混合物中含有难降解的聚烯烃，也有能较快降解的乙烯/乙烯醇、乙烯/丙烯酸和乙烯/醋酸乙烯酯共聚物等。这类产品在力学性能、加工性能和降解性能方面结合的非常好。但由于淀粉与树脂的相容性差，导致淀粉很难在料样中混合均匀。淀粉与树脂之间的增容问题，是第二代淀粉塑料需要解决的问题。但是，在淀粉的变性、聚乙烯醇的改性会发生氨化、醚化或酯化等反应，引入无法降解的高分子链，增加了另外的安全隐患。第三代淀粉塑料为全降解淀粉塑料。该类塑料中淀粉的含量在90%以上，通过干法剪切塑化、直接挤出得到。但是，这种全淀粉塑料的制备工艺与目前常规的塑料生产设备不兼容。干法剪切塑化、挤出造粒工艺是目前塑料母粒的常规制备工艺。但是，以淀粉为主体材料制备塑料母粒时，存在造粒难的问题。1、淀粉的力学性能差。塑化后熔融态的淀粉力学性能很差，造粒时很难拉成条。2、淀粉的吸湿性强。造粒拉条过程中，必须使用风冷，不能使用水冷。同时，淀粉在风冷拉条过程中会不断吸收空气的水份，容易导致切粒机的刀口堵塞。3、熔融态淀粉的粘度大，易于黏附在造粒机的模头，堵住滤网，损坏吹膜机。4、造粒后的淀粉依然具有很强的吸湿性，需要保存在干燥皿中，增加后续处理的困难。目前为了解决上述问题，采用对淀粉进行改性，在淀粉表面增加疏水基团，降低淀粉的吸湿性。淀粉的改性有如下几种方法:1)利用淀粉颗粒的多羟基，在其表面偶联一层疏水层。硅烷类偶联剂和铝酸酯偶联剂是最常用的两种偶联剂。硅烷类偶联剂多有神经毒性和腐蚀性，铝酸酯偶联剂无毒，但增加了粉料的粘性，增加了后期制备工艺的难度。2)纳米二氧化硅淀粉改性细化淀粉。纳米二氧化硅比较昂贵。细化到300目的淀粉，1、增加了成本；2、需要防止细化淀粉的团聚；3、细化淀粉更易吸水。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足或缺陷，本专利技术提供。，其特征在于，包括:利用射线对玉米淀粉进行辐照，得到辐照玉米淀粉；以重量份数计，将100份辐照玉米淀粉、10-30份塑化剂、5-15份增强剂、0.5-2份交联剂、和0.01-1份开口剂混合均匀，得到混合料；将混合料造粒，得到所述生物降解颗粒。可选的，所述辐照玉米淀粉为经6tlCo-Y射线辐照后的玉米淀粉。可选的，所述塑化剂包括:甘油、三乙醇胺、或尿素。可选的，所述增强剂包括:聚乙烯醇或聚己内酯。可选的，所述交联剂包括:戊二醛、多聚甲醛、或乙二醛。可选的，所述开口剂包括:硬脂酸或液体石蜡。可选的，所述6tlCo-Y射线辐照的辐照剂量为10-80kGy。本专利技术采用不同辐照剂量的6tlCo-Y射线，辐照淀粉，得到一种干燥、粒径减小、结晶度下降的变性淀粉，60Co-Y射线辐照法能够有效的修饰淀粉，不需要使用偶联剂、不需要纳米二氧化硅的修饰、不需要淀粉的疏水处理，制备方法简单，使用的试剂安全无毒，辐照降低了淀粉的结晶度，减小了淀粉的粒径，塑化效果好。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术生物降解颗粒制备方法流程图；图2为不同福照剂量下玉米淀粉的重量变化图；图3为不同辐照剂量照射后玉米淀粉粒径变化图；图4为不同辐照剂量照射后玉米淀粉结晶度变化图；图5为生物降解颗粒自然降解曲线。【具体实施方式】 下面结合附图，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术采用不同辐照剂量的6tlCo-Y射线，辐照淀粉，得到一种干燥、粒径减小、结晶度下降的变性淀粉，辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒，其特征在于，包括，以重量份数计，100份辐照玉米淀粉、10-30份塑化剂、5-15份增强剂、0.5-2份交联剂、和0.01-1份开口剂。具体制备方法请参阅图1:SlOl:利用射线对玉米淀粉进行辐照，得到辐照玉米淀粉。本专利技术采用不同辐照剂量的6tlCo-Y射线，辐照淀粉，得到辐照玉米淀粉，本专利技术提出的6tlCo-Y射线辐照法能够有效的修饰淀粉，得到易于塑化、易于造粒的淀粉基粉料。实验表明经6tlCo- Y射线辐照后玉米淀粉的水分减少、粉粒径减小、结晶度下降。a,60Co-Y射线辐照后玉米淀粉的水分减少。取100g市售的玉米淀粉，市售的玉米淀粉中含有约20%左右的水，对100g市售的玉米淀粉采用不同辐照剂量的6tlCo-Y射线进行照射，其玉米淀粉重量与辐照剂量的关系如图2所示，实验结果表明:6°Co-y射线辐照后玉米淀粉的重量减少了 21%，对应为水的挥发，6tlCo-Y射线辐照后玉米淀粉的水分减少。可见，辐照后的淀粉是完全干燥的淀粉，辐照过程也可以看成是一次干燥的过程。 b,60Co- Y射线辐照后玉米淀粉的粉粒径减小。对等量的玉米淀粉， 采用不同辐照剂量的6tlCo-Y射线进行照射，结果如图3所示，图3中A图为原始淀粉的粒径图，B图为20kGy辐照剂量照射后的淀粉的粒径图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒的制备方法，其特征在于，包括：利用射线对玉米淀粉进行辐照，得到辐照玉米淀粉；以重量份数计，将100份辐照玉米淀粉、10‑30份塑化剂、5‑15份增强剂、0.5‑2份交联剂、和0.01‑1份开口剂混合均匀，得到混合料；将混合料造粒，得到所述生物降解颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李澧，朱佳廷，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32