本发明专利技术提供了一种可降解塑料用淀粉的化学改性方法以及一种应用在可降解塑料中的改性淀粉，所述改性方法为先将水、氧化剂、淀粉在10℃-50℃下反应2-12小时，收集到的固体中再加入醇和催化剂，在65℃至90℃下回流24-48小时。制得的改性淀粉无需添加增塑剂，即能与塑料相容地共混在一起形成力学性能优异的可降解塑料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种淀粉的改性方法，尤其涉及一种应用在可降解塑料中的改性淀 粉。
技术介绍
通用塑料因其具有重量轻、机械性能良好并且具有耐水、耐化学腐蚀和外形美观、 制造及安装方便及价格低廉等特点，迅速替代了常规材料，被广泛应用于国民经济各个部 门。然而塑料给人们带来文明的同时其弊端也体现出来，尤其是带来了环境污染的危害。地 膜、垃圾袋、购物袋、餐具、食品包装和工业包装材料等一次性塑料废弃物污染水资源、土壤 和空气，并且危及禽畜及野生动物，给地球生态环境带来了沉重负担。另外，常规塑料的来 源都是石油和煤炭等不可再生资源，全世界目前已探明的可用石油资源已经不足为人类使 用50年，而煤炭的使用量也不超过100年，世界能源正面临着极大的危机，一旦这些能源耗 竭，将对目前的高分子工业有毁灭性打击。 针对与环境污染和能源紧缺问题，国内外学者逐渐将研究方向转到可生物降解塑 料作为常规塑料的代替品。生物降解塑料除了具备常规塑料良好的机械性能外，更能够在 自然环境中，在短时间内被微生物降解为二氧化碳和水，不会对环境造成任何污染。 生物可降解塑料中，天然高分子淀粉材料是国内外研究的热点。淀粉是植物经光 合作用而形成的碳水化合物，是地球上第二大天然高分子，产量仅次于纤维素。淀粉是由单 一类型的糖单元组成的多糖，依靠植物体天然合成，一般由直链淀粉和支链淀粉组成。直链 淀粉相当于一个链状分子，其中包含有数百个Ct -1，4连接的D-吡喃葡萄糖单元；支链淀粉 是一种高度支化的分子，由短链多糖（10-50残基）通过1-6支化点（总链段的5-6% )连 接到一起，是一种树形结构。在普通淀粉中，直链淀粉含量在20 %左右，其余的为支链淀粉。 直链淀粉能溶于沸水，而支链淀粉不溶于沸水，只能被溶胀。 淀粉分子中存在大量的羟基，形成了分子内和分子间氢键作用力，使淀粉的玻璃 化转变温度高，以至于淀粉无法显示出热塑性能。中国专利CN103044718A提供了一种淀粉 基生物降解塑料及其制备方法，在该专利中预先改性淀粉，同时添加增塑剂以改善淀粉的 热塑性，当淀粉中加入小分子增塑剂时，在热和剪切力作用下可以使小分子充分渗透到淀 粉分子之间，能有效地削弱淀粉分子之间的氢键，从而使淀粉分子间力降低，提高了淀粉分 子的活动能力，促进分子间相对运动，改善其力学性能和加工性能。 然而，增塑剂的加入使得制备的热塑性淀粉塑料具有很强的亲水性，具体表现在 它不仅能从高湿度的环境中吸水，导致塑料变软，而且可以完全溶解在水中，无法满足实际 应用需要；另外也会在干燥的环境中丧失水分，导致塑料变脆。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题提出的。 本专利技术提供了 一种淀粉的改性方法及改性淀粉。 本专利技术还提供了一种改性淀粉在可降解塑料中的应用，所述改性淀粉无需添加增 塑剂，即能与塑料相容地共混在一起形成力学性能优异的可降解塑料。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案： 本专利技术的第一个方面是提供一种淀粉的改性方法，包括如下步骤： 步骤1 :将水、氧化剂、淀粉在10°C -50°C下反应2-12小时，反应结束后，收集固 体； 步骤2 :向步骤1得到的淀粉中加入醇和催化剂，在65°C至90°C下回流24-48小 时，反应结束后收集固体，即得到改性淀粉。 优选地，步骤1中反应结束后，用30°C水洗涤3次，在50°C的烘箱中烘干10-15小 时，得到块状淡黄色固体，然后粉碎成颗粒直径为150-250 μ m的粉末。 优选地，步骤2中反应结束后，用95%的乙醇溶液洗涤3次，于120°C下干燥24小 时，得到固体。 优选地，上述方法步骤中各组分的重量份数为： 优选地，所述淀粉为玉米淀粉、豌豆淀粉、红薯淀粉中任意一种或多种。 优选地，所述氧化剂为高锰酸钾、高碘酸钠、次氯酸钠、过氧化氢、TEMPO中任意一 种或多种。 优选地，所述醇为甲醇、乙醇、丁醇、正戊醇、正辛醇、乙二醇、丙三醇中任意一种或 多种。 优选地，所述催化剂为浓硫酸、浓盐酸、浓磷酸、高碘酸、高氯酸中任意一种或多 种。 本专利技术的第二个方面是提供一种改性淀粉，所述改性淀粉由上述的方法制备。所 述改性淀粉共混于塑料中可制得可降解塑料。 本专利技术提供了一种可降解塑料用淀粉的化学改性方法，通过化学改性，引入疏水 基团取代淀粉分子中的羟基，可以有效地降低淀粉分子内和分子间的氢键作用力，从而使 淀粉具有热塑性，同时也提高了它的疏水性能和力学性能。 本专利技术的化学改性方法包括两个步骤，先对淀粉进行氧化，然后再改性，与其它改 性的热塑性淀粉相比具有良好的力学性能以及耐水性。一般的氧化淀粉由于其中醛基的存 在，导致其在受热的时候容易被氧化而使得稳定性下降，并且醛基容易形成半缩醛导致部 分交联，使得加工流动性能下降。但是，小分子的醛基中的羧基是极化的，使得碳原子上带 部分正电荷，因此，醛基容易与亲核试剂加成。在酸或碱条件下，小分子醛基可以与醇、胺基 等亲核试剂进行缩合反应，得到相应的缩合产物，可以有效地提高醛基的稳定性能。 此外，由于淀粉在碱性或酸性条件下加热容易导致分子量的下降，而无法用于制 备热塑性塑料。相对于胺基等其它亲核试剂，醇类价格相对便宜，而且没有毒性，缩醛反应 后可适合生物降解塑料用，而且与醇缩合后引入烷基到淀粉分子链上，可提高淀粉的疏水 性，起到分子间内增塑的效果，从而能使热塑性淀粉的力学性能得到提高。 本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果： 本专利技术提供一种可降解塑料用淀粉的化学改性方法，所述改性淀粉无需添加增塑 剂，即能与塑料相容地共混在一起形成力学性能优当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种淀粉的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将水、氧化剂、淀粉在10℃‑50℃下反应2‑12小时，反应结束后，收集固体；步骤2：向步骤1得到的淀粉中加入醇和催化剂，在65℃至90℃下回流24‑48小时，反应结束后收集固体，即得到改性淀粉。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴登杰，
申请(专利权)人：上海东升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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