塑化淀粉、生物基塑料及其原料组合物、制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种塑化淀粉、生物基塑料及其原料组合物、制备方法和应用。塑化淀粉制备方法，其原料包括如下重量份数的各组分：50～100份淀粉、2～25份甘油和1～15份山梨糖醇；制备方法包括如下步骤：塑化淀粉的原料经混合、挤出塑化，即可。采用本发明专利技术制得的塑化淀粉制成的生物基塑料薄膜绿色环保，具有良好的稳定性、耐水性能、透气性能、抗冲击性能、抗拉性能以及延伸率；且原料来源广泛，价格低廉，易得，实现资源的高效利用。实现资源的高效利用。

【技术实现步骤摘要】
塑化淀粉、生物基塑料及其原料组合物、制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种塑化淀粉、生物基塑料及其原料组合物、制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着塑料产量的迅猛增长，塑料制品的使用日益广泛，塑料废弃物也以惊人的速度递增，造成了严重浪费。目前，市面上大部分塑料制品主要以石油基的聚烯烃为原料，制得的产品不易降解，污染环境。因此，开发研制可降解的塑料制品或增加可降解的填充物，来代替石油基塑料势在必行。淀粉具有来源广泛、价格低廉、安全无害、可生物降解的优点，且为可再生资源，是用于替代石油基塑料的良好原料。但淀粉是一种具有一定刚性的天然高分子材料，分子间存在氢键，分子间作用力强。因此，淀粉与聚烯烃相容性差，影响产品力学性能，淀粉也具有粘度高、亲水能力强、容易糊化等特性，极大限制其应用，特别是在塑料加工领域。
[0003]据前人统计，制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素，同时，得到大量的造纸废弃物副产品木质素，木质素是一种天然多羟基芳香类聚合物，具有储量丰富、可再生、廉价易得、可生物降解、易于衍生化等诸多优点。但迄今为止，超过95％的造纸废弃物仍直接排入江河或浓缩后烧掉，造成资源的浪费和环境的污染。
[0004]因此，本领域亟需开发一种原料来广泛，成本低，实现资源的高效利用，易于加工合成，制得产品可降解，力学性能优异的生物基塑料。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中塑料制品在自然界中降解速度慢，对环境影响较大；造纸工业中产生的造纸废弃物的利用度低；淀粉因其与聚烯烃相容性差，粘度高，亲水能力强，容易糊化等特性，限制其应用等缺陷而提供一种塑化淀粉、生物基塑料及其原料组合物、制备方法和应用。采用本专利技术制得的塑化淀粉制成的生物基塑料薄膜绿色环保，具有良好的稳定性、耐水性能、透气性能、抗冲击性能，抗拉性能以及延伸率；且原料来源广泛，价格低廉，易得，实现资源的高效利用。
[0006]本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：
[0007]本专利技术提供一种塑化淀粉的制备方法，其原料包括如下重量份数的各组分：50～100份淀粉、2～25份甘油和1～15份山梨糖醇；
[0008]所述的制备方法包括如下步骤：所述的塑化淀粉的原料经混合、挤出塑化，即可。
[0009]本专利技术中，所述塑化淀粉的原料中还可进一步包括MLLDPE(茂金属线性低密度聚乙烯)。
[0010]其中，所述MLLDPE的重量份数可为5～20份，较佳地为5～10份。
[0011]本专利技术中，所述淀粉可为塑料领域常规使用的食用级淀粉，较佳地为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉和木薯淀粉中的一种或多种，更佳地为玉米淀粉。
[0012]本专利技术中，所述淀粉的重量份数较佳地为60～90份，更佳地为70～80份。
[0013]本专利技术中，所述甘油的重量份数较佳地为10～20份，更佳地为15～20份。
[0014]本专利技术中，所述山梨糖醇的重量份数较佳地为5～10份，更佳地为8～10份。
[0015]本专利技术中，所述混合的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法，一般在高速混合机中进行。
[0016]本专利技术中，所述混合的温度可为塑化领域常规设置的温度，一般为20～150℃，较佳地为40～110℃，更佳地为50～80℃，例如，60℃、90℃或130℃。
[0017]本专利技术中，所述混合的转速可为塑化领域常规设置的转速，一般为10～4000rpm，较佳地为200～2000rpm，更佳地为300～1000rpm，例如，400rpm。
[0018]本专利技术中，所述混合的时间可为塑化领域常规设置的时间，一般为15～1000min，较佳地为30～700min，更佳地为50～400min，例如，60min或100min。
[0019]本专利技术中，所述挤出塑化的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法，一般在平行双螺杆挤出机中进行。
[0020]在平行双螺杆挤出机中进行所述挤出塑化时，所述平行双螺杆挤出机从一区到六区的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为50～200℃，更佳地为80～180℃，进一步更佳地为120～160℃。
[0021]一较佳实施方案中，所述平行双螺杆挤出机从一区到六区的温度分别为120～150℃、135～155℃、140～170℃、155～175℃、150～180℃或155～195℃。
[0022]另一较佳地实施方案中，所述平行双螺杆挤出机从一区到六区的温度分别为120～150℃、135～155℃、140～170℃、155～175℃、170～180℃或175～185℃。
[0023]在平行双螺杆挤出机中进行所述挤出塑化时，所述平行双螺杆挤出机的机头温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为100～220℃，更佳地为120～180℃，进一步更佳地为120～160℃，例如，155℃、170℃、175℃、185℃或190℃。
[0024]在平行双螺杆挤出机中进行所述挤出塑化时，所述平行双螺杆挤出机的转速可为本领域该类操作常规的转速，较佳地为30～600rpm，更佳地为60～450rpm，进一步更佳地为150～260rpm，例如，120rpm、160rpm或200rpm。
[0025]本专利技术中，所述塑化淀粉的制备方法中，所述挤出塑化后还可进一步包括造粒的操作。
[0026]本专利技术还提供一种塑化淀粉，其由如上所述的塑化淀粉的制备方法制得。
[0027]本专利技术还提供一种生物基塑料的原料组合物，其包括如下重量份数的各组分：5～35份如上所述的塑化淀粉、30～90份聚乙烯、5～35份造纸废弃物和1～15份助剂。
[0028]本专利技术中，所述聚乙烯可为LDPE(低密度聚乙烯)、LLDPE(线性低密度聚乙烯)、MDPE(中密度聚乙烯)、MLLDPE(茂金属线性低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯)中的一种或多种，较佳地为MLLDPE或“MLLDPE和HDPE的混合物”。
[0029]当所述聚乙烯为MLLDPE和HDPE的混合物时，MLLDPE和HDPE的重量比可为(0.16～11)：1，较佳地为6：1。
[0030]本专利技术中，所述造纸废弃物可为造纸领域在造纸过程中常规产生的废弃物经清洗、烘干、粉碎和筛分所得。
[0031]其中，所述造纸过程中产生的废弃物可为腐浆、浆渣、木皮、制浆废液提取物和含硅白泥中的一种或多种，较佳地为腐浆、浆渣、木皮或制浆废液提取物。
[0032]其中，所述制浆废液提取物可参照专利技术专利CN102587179B制得，具体地为：(a)选取桉木片并进行预气蒸；(b)按照桉木片与水的质量比为1:(3～10)的比例，用泵将桉木片的水溶液打到独立连续水解塔顶部，桉木片水解反应时间1～4h，反应温度120～180℃，预水解反应之后将水解液从水解塔下部抽提出；(c)采用硫酸盐法对水解后的桉木片进行蒸煮，蒸煮条件如下：水解后的桉木片在蒸煮锅顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塑化淀粉的制备方法，其特征在于，其原料包括如下重量份数的各组分：50～100份淀粉、2～25份甘油和1～15份山梨糖醇；所述的制备方法包括如下步骤：所述的塑化淀粉的原料经混合、挤出塑化，即可。2.如权利要求1所述的塑化淀粉的制备方法，其特征在于，所述塑化淀粉的原料中还进一步包括MLLDPE；所述MLLDPE的重量份数较佳地为5～20份，更佳地为5～10份；和/或，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉和木薯淀粉中的一种或多种，较佳地为玉米淀粉；和/或，所述淀粉的重量份数为60～90份，较佳地为70～80份；和/或，所述甘油的重量份数为10～20份，较佳地为15～20份；和/或，所述山梨糖醇的重量份数为5～10份，较佳地为8～10份。3.如权利要求1或2所述的塑化淀粉的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为20～150℃，较佳地为40～110℃，更佳地为50～80℃，进一步更佳地为60℃、90℃或130℃；和/或，所述混合的转速为10～4000rpm，较佳地为200～2000rpm，更佳地为300～1000rpm，进一步更佳地为400rpm；和/或，所述混合的时间为15～1000min，较佳地为30～700min，更佳地为50～400min，进一步更佳地为60min或100min；和/或，所述挤出塑化在平行双螺杆挤出机中进行；所述平行双螺杆挤出机从一区到六区的温度较佳地为50～200℃，更佳地为80～180℃，进一步更佳地为120～160℃；所述平行双螺杆挤出机的机头温度较佳地为100～220℃，更佳地为120～180℃，进一步更佳地为120～160℃，例如，155℃、170℃、175℃、185℃或190℃；所述平行双螺杆挤出机的转速较佳地为30～600rpm，更佳地为60～450rpm，进一步更佳地为150～260rpm，例如，120rpm、160rpm或200rpm；和/或，所述挤出塑化后还进一步包括造粒的操作。4.一种塑化淀粉，其特征在于，其由如权利要求1～3中任一项所述的塑化淀粉的制备方法制得。5.一种生物基塑料的原料组合物，其特征在于，其包括如下重量份数的各组分：5～35份如权利要求4所述的塑化淀粉、30～90份聚乙烯、5～35份造纸废弃物和1～15份助剂。6.如权利要求5所述的生物基塑料的原料组合物，其特征在于，所述聚乙烯为LDPE、LLDPE、MDPE、MLLDPE和HDPE中的一种或多种，较佳地为MLLDPE或“MLLDPE和HDPE的混合物”；当所述聚乙烯为MLLDPE和HDPE的混合物时，MLLDPE和HDPE的重量比为(0.16～11)：1，较佳地为6：1；和/或，所述造纸废弃物为造纸过程中产生的废弃物经清洗、烘干、粉碎和筛分所得；所述造纸过程中产生的废弃物较佳地为腐浆、浆渣、木皮、制浆废液提取物和含硅白泥中的一种或多种，更佳地为腐浆、浆渣、木皮或制浆废液提取物；和/或，所述造纸废弃物的粒径为小于等于5000目，较佳地为100～5000目，更佳地为100～500目、200～800目、200～2000目或500～2000目；和/或，所述塑化淀粉的重量份数为10～30份，较佳地为15～25份；和/或，所述聚乙烯的重量份数为35～85份，较佳地为60～85份，更佳地为70～80份，进一步更佳地为75...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，甄晓宇，金霞朝，
申请(专利权)人：上海昶法新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：