一种淀粉基纤维素可降解塑料膜制造技术

本发明专利技术公开一种淀粉基纤维素可降解塑料膜，由如下方法制成：将聚乙烯醇加入去离子水中，65℃水浴加热，匀速搅拌直至形成透明溶液；将玉米直链淀粉和去离子水加入烧杯中，加热、搅拌30min，维持温度，加入步骤S1制得的透明溶液，调节pH为4.5‑5.0，制得混合液，加入改性二氧化硅溶胶；将羟丙基甲基纤维素加入去离子水中，加热，与加入改性二氧化硅溶胶的混合液混合，加入甘油，流延、揭膜，制得可降解塑料膜；以玉米直链淀粉和羟丙基甲基纤维素作为原料制成，玉米淀粉和纤维素能够赋予其优异的降解性能，而且羟丙基甲基纤维素制成的塑料膜具有良好的防水性能。

A starch based cellulose degradable plastic film

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉基纤维素可降解塑料膜
本专利技术属于塑料膜制备
，具体为一种淀粉基纤维素可降解塑料膜。
技术介绍
降解塑料的种类非常多，根据其降解类型分，也有多种不同的种类。但最常见的可降解塑料主要为光降解塑料和生物降解塑料两类。可降解塑料经过几十年发展，生物降解塑料成为其主要形式。而生物降解塑料中，淀粉基塑料占可降解塑料的一大部分。淀粉是一种天然高分子化合物，可以通过分子改性而具备一定的塑性，因此被视为可降解材料领域最具潜力的研究对象之一。淀粉基可生物降解塑料常见的有淀粉填充型塑料、全淀粉塑料和一些以淀粉为原料的生化合成聚合物。中国专利技术专利CN103739885A公开了一种可降解塑料膜及其制备方法，属于塑料
，其中各组分的重量份为玉米淀粉40-60份、冰乙酸30-40份、乙酸酐3-8份、浓硫酸5-10份、醋酸纤维素10-20份、促进剂0.5-2.0份、引发剂3-5份，其制备方法是将玉米淀粉、冰乙酸、乙酸酐、浓硫酸置于三口烧瓶中，在60-100℃下乙酸化1-3h，得沉淀物在30-50℃下干燥粉碎，过80-100目筛子，将得到的粉末与醋酸纤维素、促进剂、引发剂混合，在30-80℃下搅拌1-3h，过滤，静置脱泡，刮制成膜，在50-70℃下处理3-10min，在50-80℃下干燥成膜即可。
技术实现思路
为了克服上述的技术问题，本专利技术提供一种淀粉基纤维素可降解塑料膜。本专利技术所要解决的技术问题：(1)二氧化硅溶胶自身易团聚，无法穿插在淀粉和聚乙烯醇分子链间，影响最终制备的塑料膜的拉伸强度；(2)淀粉塑料膜易老化而引起性能裂变，导致塑料膜的性能降低，而且羟丙基甲基纤维素还会作为分散相分散在体系中，进而使得最终制备的塑料膜结构紧密性变差，其阻水性能较差。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种淀粉基纤维素可降解塑料膜，由如下方法制成：步骤S1、将聚乙烯醇加入去离子水中，65℃水浴加热，匀速搅拌直至形成透明溶液；步骤S2、将玉米直链淀粉和去离子水加入烧杯中，85℃水浴加热并以180r/min的转速搅拌30min，之后以100r/min的转速进行磁力搅拌30min，维持温度，加入步骤S1制得的透明溶液，滴加10％稀盐酸调节pH，直至pH为4.5-5.0，制得混合液，加入改性二氧化硅溶胶，匀速搅拌20min；步骤S1中65℃水浴加热是为了将聚乙烯醇完全溶解，步骤S2中先将玉米直链淀粉与去离子水混合加热，过程中水分子进入淀粉粒的非结晶部分，破坏氢键，淀粉粒内结晶区的氢键被破坏，淀粉不可逆地迅速变成粘性很强的淀粉糊，之后进行混合，玉米直链淀粉大分子与聚乙烯醇有着较强的羟基缔结程度，分子间能够紧密结合，提高体系的稳定性，增加最终制备出的塑料膜强度；之后加入改性二氧化硅溶胶，体系中改性二氧化硅溶胶能够穿插在淀粉和聚乙烯醇分子链间，匀速搅拌20min能够促使改性二氧化硅溶胶与淀粉和聚乙烯醇分子形成凝胶网络结构，而且二氧化硅为无机刚性粒子，能够承受较大的外力作用，所以能够赋予最终制备的塑料膜优异的拉伸强度。步骤S3、将羟丙基甲基纤维素加入去离子水中，80℃水浴加热，匀速搅拌直至羟丙基甲基纤维素完全分散，与加入改性二氧化硅溶胶的混合液混合，加入甘油，以480r/min转速分散2min，在真空度为-0.10MPa真空脱气10min，去除搅拌时引入的气泡，最后流延至模具中，在70℃烘箱中干燥4h，揭膜，制得可降解塑料膜。步骤S3中将羟丙基甲基纤维素用去离子水分散后与混合液混合制备出塑料膜，羟丙基甲基纤维素能够抑制混合液中的淀粉结晶，使得淀粉塑料膜呈现无定型状态，能够有效防止制备出的淀粉塑料膜老化而引起性能裂变；控制羟丙基甲基纤维素与混合液的重量比为3∶2是因为混合液已经形成凝胶网络结构，与羟丙基甲基纤维素混合后可作为连续相，保持原有的网状结构，能够有效防止羟丙基甲基纤维素含量过低而作为分散相分散在混合液的网络结构中，会破坏网络结构的稳定性，进而使得最终制备的塑料膜结构紧密性变差，进而其阻水性能较差。进一步地，控制步骤S1中聚乙烯醇与去离子水的重量比为1∶10。进一步地，步骤S2中玉米直链淀粉与去离子水的重量比为1∶6，聚乙烯醇与玉米直链淀粉的重量比为2∶3，改性二氧化硅溶胶与混合液的重量比为1∶25。进一步地，控制步骤S3中羟丙基甲基纤维素、混合液和甘油的重量比为3∶2∶1。进一步地，步骤S2中改性二氧化硅溶胶由如下方法制成：将正硅酸乙酯加入无水乙醇中，匀速搅拌10min，做A液；将无水乙醇与去离子水混合，做B液；将A、B液加热至65℃，保温并将A液加入B液中，混合均匀，加入15％稀盐酸直至pH＝3.6，回流反应2h，控制反应温度为40℃，静置，待溶液澄清后加入KH570，磁力搅拌1h，制得改性二氧化硅溶胶，浓缩直至粘度为6-7cp。二氧化硅微粒表面存在不饱和的残键和羟基基团，所以表面呈亲水性，具有较强的极性，容易与水相互联结形成立体网状结构，该结构分子间的作用力较强，所以易发生团聚，无法发挥二氧化硅溶胶的特性，本专利技术通过KH570制备出一种改性二氧化硅溶胶，KH570结构中含有柔软的有机链段，当与二氧化硅混合后，能够发生交联，将柔软的有机链段与弥补进二氧化硅网状结构中，增强其分散性能，解决其易团聚的问题。进一步地，控制正硅酸乙酯、KH570、无水乙醇与去离子水的重量比为1∶1∶10∶10。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术一种淀粉基纤维素可降解塑料膜以玉米直链淀粉和羟丙基甲基纤维素作为原料制成，玉米淀粉和纤维素能够赋予其优异的降解性能，而且羟丙基甲基纤维素制成的塑料膜具有良好的防水性能，在制备过程中步骤S1中65℃水浴加热是为了将聚乙烯醇完全溶解，步骤S2中先将玉米直链淀粉与去离子水混合加热，过程中水分子进入淀粉粒的非结晶部分，破坏氢键，淀粉粒内结晶区的氢键被破坏，淀粉不可逆地迅速变成粘性很强的淀粉糊，之后进行混合，玉米直链淀粉大分子与聚乙烯醇有着较强的羟基缔结程度，分子间能够紧密结合，提高体系的稳定性，增加最终制备出的塑料膜强度；之后加入改性二氧化硅溶胶，体系中改性二氧化硅溶胶能够穿插在淀粉和聚乙烯醇分子链间，匀速搅拌20min能够促使改性二氧化硅溶胶与淀粉和聚乙烯醇分子形成凝胶网络结构，而且二氧化硅为无机刚性粒子，能够承受较大的外力作用，所以能够赋予最终制备的塑料膜优异的拉伸强度；而且通过对二氧化硅溶胶进行改性能够增强其分散性能，防止二氧化硅与水相互联结形成立体网状结构，该结构分子间的作用力较强，无法穿插在淀粉和聚乙烯醇分子链间，影响最终制备的塑料膜的拉伸强度；解决了二氧化硅溶胶自身易团聚，无法穿插在淀粉和聚乙烯醇分子链间，影响最终制备的塑料膜的拉伸强度的技术问题；(2)本专利技术制备过程步骤S3中将羟丙基甲基纤维素用去离子水分散后与混合液混合制备出塑料膜，羟丙基甲基纤维素能够抑制混合液中的淀粉结晶，使得淀粉塑料膜呈现无定型状态，能够有效防止制备出的淀粉塑料膜老化而引起性能裂变；控制羟丙基甲基纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淀粉基纤维素可降解塑料膜，其特征在于，由如下方法制成：/n步骤S1、将聚乙烯醇加入去离子水中，65℃水浴加热，匀速搅拌直至形成透明溶液；/n步骤S2、将玉米直链淀粉和去离子水加入烧杯中，85℃水浴加热并以180r/min的转速搅拌30min，之后以100r/min的转速进行磁力搅拌30min，维持温度，加入步骤S1制得的透明溶液，滴加10％稀盐酸调节pH，直至pH为4.5-5.0，制得混合液，加入改性二氧化硅溶胶，匀速搅拌20min；/n步骤S3、将羟丙基甲基纤维素加入去离子水中，80℃水浴加热，匀速搅拌直至羟丙基甲基纤维素完全分散，与加入改性二氧化硅溶胶的混合液混合，加入甘油，以480r/min转速分散2min，在真空度为-0.10MPa真空脱气10min，最后流延至模具中，在70℃烘箱中干燥4h，揭膜，制得可降解塑料膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基纤维素可降解塑料膜，其特征在于，由如下方法制成：
步骤S1、将聚乙烯醇加入去离子水中，65℃水浴加热，匀速搅拌直至形成透明溶液；
步骤S2、将玉米直链淀粉和去离子水加入烧杯中，85℃水浴加热并以180r/min的转速搅拌30min，之后以100r/min的转速进行磁力搅拌30min，维持温度，加入步骤S1制得的透明溶液，滴加10％稀盐酸调节pH，直至pH为4.5-5.0，制得混合液，加入改性二氧化硅溶胶，匀速搅拌20min；
步骤S3、将羟丙基甲基纤维素加入去离子水中，80℃水浴加热，匀速搅拌直至羟丙基甲基纤维素完全分散，与加入改性二氧化硅溶胶的混合液混合，加入甘油，以480r/min转速分散2min，在真空度为-0.10MPa真空脱气10min，最后流延至模具中，在70℃烘箱中干燥4h，揭膜，制得可降解塑料膜。


2.根据权利要求1所述的一种淀粉基纤维素可降解塑料膜，其特征在于，控制步骤S1中聚乙烯醇与去离子水的重量比为1∶10。


3.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅倩，张健，
申请(专利权)人：安徽鼎洋生物基材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34