本发明专利技术公开了一种多级改性的热塑性淀粉母粒，所述淀粉进行四级分级改性处理，所述分级改性处理为：取100份含水率在15
【技术实现步骤摘要】
多级改性的热塑性淀粉母粒及其在制备淀粉基生物降解薄膜中的应用
[0001]本专利技术涉及一种多级改性的热塑性淀粉母粒、其制备方法及其制备淀粉基生物降解薄膜中的应用，以及制得的淀粉基生物降解薄膜，属于可生物降解塑料领域。
技术介绍
[0002]常规的塑料制品如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等其性状非常稳定，可在自然界长期稳定存在，难以降解，被称为白色垃圾，造成了严重的环境污染。为缓解环境压力，生物降解塑料成了目前的研发热点。
[0003]生物降解塑料是指能够在常规环境条件下在较短的时间内分解为二氧化碳和水的聚合物材料。目前常见的有：生物降解均聚酯，如PHA、PLA、PHB、 PCL、PHBV等，生物降解共聚酯，如PBS、PBSA等；具有多糖结构的天然产物，如热塑性淀粉树脂(TPS)、醋酸纤维素等。其中热塑性淀粉树脂是指淀粉经过酯化、接枝等步骤改性而成。热塑性淀粉成本低廉，可完全降解，是生物降解塑料的首选材料。但常见的热塑性淀粉制成的生物降解薄膜存在力学性能相对较差，薄膜表面较粗糙，透明性较差等缺点，同时淀粉与其它生物降解材料的相容性较差，淀粉添加量相对受限，淀粉含量的提高对力学性能和吹膜效率有很大影响。本专利技术主要能提高生物降解薄膜中的淀粉含量，制得的薄膜保持较好的力学性能、薄膜表面光洁度和一定的透明性。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种多级改性的热塑性淀粉母粒，可有效提高淀粉与其它生物降解材料的相容性，同时提高生物降解薄膜中的淀粉含量，保持较好的力学性能、薄膜表面光洁度和一定的透明性。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]一种多级改性的热塑性淀粉母粒，由以下重量份的原料制备而成：
[0007][0008][0009]其特征在于：所述淀粉进行四级分级改性处理，所述分级改性处理为：取 100份含水率在15-30％的淀粉，在室温下第一次在高速混合机中高速搅拌后；升温至50-70℃，加入聚丁二烯、增塑剂和化学改性剂，第二次高速搅拌；再升温至75-95℃，加入增粘剂、润滑剂、填充剂、扩链剂，第三次高速搅拌；在此温度下加入母粒用生物降解树脂，第四次高速搅拌；停止搅拌，保温一段时间后加入双螺杆挤出机熔融挤出。
[0010]优选的，所述增塑剂为甘油、山梨醇、环氧大豆油中的一种或数种；聚丁二烯为端羟基聚丁二烯、环氧化聚丁二烯、1,2-聚丁二烯均聚物中的一种或数种；化学改性剂为马来酸酐、柠檬酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或数种；增粘剂为聚乙酸乙烯酯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中的一种或两种、润滑剂为硬脂酸钙、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或数种；填充剂为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、云母粉的一种或数种；扩链剂为异氰酸酯类扩链剂、环氧类扩链剂、噁唑啉类扩链剂中的一种或数种的混合物。
[0011]优选的，还包括1-10份改性淀粉，所述改性淀粉为氧化淀粉、羟丙基淀粉中的一种或两种。
[0012]优选的，所述聚丁二烯为端羟基聚丁二烯和环氧化聚丁二烯的混合物，其中端羟基聚丁二烯与环氧化聚丁二烯的比例为3:1-1:1wt。
[0013]优选的，所述增粘剂为聚乙酸乙烯酯与乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，聚乙酸乙烯酯与乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的混合比例为3:1-1:1wt。
[0014]优选的，所述母粒用生物降解树脂为PBAT、PBSA中的一种或两种。
[0015]优选的，所述PBSA中，丁二酸占共聚比30-45％，己二酸占共聚比15-30％，丁二醇占共聚比40-55％。
[0016]优选的，第一次高速搅拌速度为600-1000转/分钟，时间为1-5分钟，第二次、第三次、第四次高速搅拌速度均为800-1200转/分钟，第二次高速搅拌的时间为5-20分钟，第三次高速搅拌的时间为5-15分钟，第四次高速搅拌的时间为1-5分钟，保温时间为2-12小时。
[0017]上述的热塑性淀粉母粒的制备方法，其步骤包括：
[0018](1)取100份含水率在15-30％的淀粉，在室温下进行第一次高速搅拌；
[0019](2)升温至50-70℃，加入增塑剂、聚丁二烯和化学改性剂，进行第二次高速搅拌；
[0020](3)升温至75-95℃，加入增粘剂、润滑剂、填充剂和扩链剂，进行第三次高速搅拌；
[0021](4)加入母粒用生物降解树脂，进行第四次高速搅拌；
[0022](5)停止搅拌，保温处理；
[0023](6)保温后的淀粉混合物加入到双螺杆挤出机中，挤出、风冷、切粒，制成热塑性淀
粉母粒。
[0024]优选的，第一次高速搅拌速度为600-1000转/分钟，时间为1-5分钟，第二次、第三次、第四次高速搅拌速度均为800-1200转/分钟，第二次高速搅拌的时间为5-20分钟，第三次高速搅拌的时间为5-15分钟，第四次高速搅拌的时间为1-5分钟，保温时间为2-12小时。
[0025]优选的，步骤(6)中采用双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为44：1-60：1，温度范围为110-160℃，螺杆转速为150-600rpm，挤出机末端具有抽真空排气功能模块。
[0026]优选的，步骤(1)中还加入1-10份改性淀粉，所述改性淀粉为氧化淀粉、羟丙基淀粉中的一种或两种。
[0027]上述的热塑性淀粉母粒在制备淀粉基生物降解薄膜中的应用。
[0028]一种淀粉基生物降解薄膜，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：
[0029]上述的热塑性淀粉母粒40-80份
[0030]生物降解树脂40-55份。
[0031]优选的，所述生物降解树脂为PLA、PBSA、PBAT、PPC中的一种或数种的混合物。
[0032]优选的，将热塑性淀粉母粒与生物降解树脂进行共混，吹塑成型制得淀粉基生物降解薄膜。
[0033]优选的，吹膜温度为145-175℃，吹胀比为3：1-5.5：1。
[0034]本专利技术的有益效果为：热塑性淀粉母料采用高混机先进行4级改性处理，第1级为室温混合原淀粉和改性淀粉，原淀粉控制一定的含水量将有利于淀粉在高混过程中更好的塑化和增塑剂的减量化，改性淀粉的加入则有利于糊化温度的降低，并同时提高糊化稳定性和与其它生物降解材料的相容性；第2级升温至 50-70℃，加入一部分助剂，进行第二次高速搅拌。其中，增塑剂的复配，例如固定比例的甘油与山梨醇或甘油与环氧大豆油，可以起到更高效的增塑效果；聚丁二烯与淀粉和PBSA等基体的相容性较差，微量聚丁二烯混合在增塑剂中添加后形成的微纳米聚丁二烯粒子能与改性淀粉和后期添加的改性PBSA通过耦合作用、部分氢键和化学作用形成拓扑网络结构，一方面能减少基体高分子链的缠结，在最终材料受到拉伸作用力时微纳米粒子是柔软的，首先变形，随后由于粒子附近存在这种拓扑结构，随着拉伸的继续会产生微孔和拉伸缩颈的现象，但同时这些微孔由于拓扑结构的存在又相对耐拉伸且吸收较多能量；另一方面由于颗粒周围形成了规整本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1200转/分钟，第二次高速搅拌的时间为5-20分钟，第三次高速搅拌的时间为5-15分钟，第四次高速搅拌的时间为1-5分钟，保温时间为2-12小时。9.权利要求1-8中任一项所述的热塑性淀粉母粒的制备方法，其步骤包括：(1)取100份含水率在15-30％的淀粉，在室温下进行第一次高速搅拌；(2)升温至50-70℃，加入增塑剂、聚丁二烯和化学改性剂，进行第二次高速搅拌；(3)升温至75-95℃，加入增粘剂、润滑剂、填充剂、扩链剂，进行第三次高速搅拌；(4)加入母粒用生物降解树脂，进行第四次高速搅拌；(5)停止搅拌，保温处理；(6)保温后的淀粉混合物加入到双螺杆挤出机中，挤出、风冷、切粒，制成热塑性淀粉母粒。10.根据权利要求9所述的热塑性淀粉母粒的制备方法，其特征在于：第一次高速搅拌速度为600-1000转/分钟，时间为1-5分钟，第二次、第三次、第四次高速搅拌速度均为800-1200转/分钟，第二次高速搅拌的时间为5-20分钟，第三次高速搅拌的时间为5-15分钟，第四次高速搅拌的时间为1-5分钟，保温时间为2-12小时。11.根据权利要求10所述的热塑性淀粉母粒的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌平，沈育才，
申请(专利权)人：南京五瑞生物降解新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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