可快速降解的生物塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了可快速降解的生物塑料及其制备方法，其中，所述可快速降解的生物塑料包括改性多糖类化合物，所述改性多糖类化合物由连接有至少一个苯环的酰氯与多糖类化合物通过酯化反应制备得到。本发明专利技术提供的可快速降解的生物塑料的成分简单，无需复杂多样的增塑剂，所述可快速降解的生物塑料具有极强的疏水性，耐久性好，热塑性加工性能好，且打破了降解条件的束缚，无需苛刻的堆肥条件，在自然环境下就能够实现有效降解，降解速度快且降解率高，105天自然堆肥条件下降解率可达95％，有效降低了生物塑料回收及堆肥处理的成本。降低了生物塑料回收及堆肥处理的成本。降低了生物塑料回收及堆肥处理的成本。

【技术实现步骤摘要】
可快速降解的生物塑料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物塑料领域，尤其涉及可快速降解的生物塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑料生产需要使用大量的石油资源，造成了化石资源的短缺，而且塑料极难降解，极大地影响了地球的生态环境。因此，针对降解材料的应用和开发是必不可少的。然而，当前市场上的生物可降解塑料的降解速度慢，降解条件苛刻(难以在常温下降解、必须要在堆肥条件下才能迅速降解)，在达不到降解条件的情况下，生物可降解塑料和传统的不可降解塑料是一样的，同样会被破碎为微塑料，而微塑料的降解同样会非常缓慢，同样会造成污染。另外，需要把生物可降解塑料与其他垃圾区分开来，单独进行堆肥处理，其过程又会增加大量垃圾分类及堆肥处理上的成本。

技术实现思路

[0003]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供可快速降解的生物塑料及其制备方法，旨在解决现有生物可降解塑料的降解条件苛刻、降解速度慢的问题。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]本专利技术的第一方面，提供可快速降解的生物塑料，其中，所述可快速降解的生物塑料包括改性多糖类化合物，所述改性多糖类化合物由连接有至少一个苯环的酰氯与多糖类化合物通过酯化反应制备得到。
[0006]可选地，所述多糖类化合物选自淀粉、海藻酸钠、壳聚糖、纤维素中的至少一种。
[0007]可选地，所述连接有至少一个苯环的酰氯选自苯乙酰氯、氢化肉桂酰氯、二苯基乙酰氯、4
‑
正丙基苯甲酰氯中的一种。
[0008]可选地，所述可快速降解的生物塑料还包括塑化剂，所述塑化剂选自柠檬酸三丁酯、磷酸三乙酯、邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种。
[0009]可选地，所述改性多糖类化合物与所述塑化剂的质量比为100：(5～40)。
[0010]可选地，所述可快速降解的生物塑料还包括第一聚合物，所述第一聚合物选自聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二酯、聚己内酯、聚谷氨酸、聚羟基脂肪酸酯中的一种或多种。
[0011]可选地，所述第一聚合物的质量占所述改性多糖类化合物与所述第一聚合物质量和的0％～70％。
[0012]本专利技术的第二方面，提供可快速降解的生物塑料的制备方法，其中，包括步骤：
[0013]将多糖类化合物进行球磨处理，得到球磨后的多糖类化合物；
[0014]向所述球磨后的多糖类化合物中加入第一有机溶剂，使得所述球磨后的多糖类化合物溶胀，然后加入连接有至少一个苯环的酰氯，再加入催化剂，反应后，得到所述可快速降解的生物塑料；或，向所述球磨后的多糖类化合物中加入甲磺酸或醋酸溶液，冰浴下反应后加入连接有至少一个苯环的酰氯，在冰浴下继续反应，然后加入氨水进行中和反应，得到
所述可快速降解的生物塑料。
[0015]可选地，所述第一有机溶剂与所述多糖类化合物的质量比为(15～40)：1，所述第一有机溶剂选自N，N
‑
二甲基甲酰胺、乙酸乙酯中的一种；
[0016]和/或，所述多糖类化合物与所述连接有至少一个苯环的酰氯的质量比为1:1～1:6；
[0017]和/或，所述连接有至少一个苯环的酰氯与催化剂的摩尔比为1:1～1:3；
[0018]和/或，所述催化剂选自三乙胺或吡啶；
[0019]和/或，醋酸溶液中醋酸的质量分数为1％～3％。
[0020]可选地，向所述球磨后的多糖类化合物中加入第一有机溶剂，使得所述球磨后的多糖类化合物溶胀，然后加入连接有至少一个苯环的酰氯，再加入催化剂，反应后，加入塑化剂和/或第一聚合物，进行混合后，得到所述可快速降解的生物塑料，所述第一聚合物选自聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二酯、聚己内酯、聚谷氨酸、聚羟基脂肪酸酯中的一种或多种。
[0021]本专利技术的第三方面，提供一种可快速降解的生物塑料颗粒的制备方法，包括步骤：
[0022]将本专利技术如上所述的可快速降解的生物塑料置于双螺杆挤出机中，100～220℃下挤出造粒，得到所述可快速降解的生物塑料颗粒。
[0023]有益效果：本专利技术提供了可快速降解的生物塑料及其制备方法，本专利技术提供的可快速降解的生物塑料的成分简单，无需复杂多样的增塑剂，成本较低。所述可快速降解的生物塑料具有极强的疏水性，耐久性好，热塑性加工性能好，且打破了降解条件的束缚，无需苛刻的堆肥条件，在自然环境下就能够实现有效降解，降解速度快且降解率高，105天自然堆肥条件下降解率可达95％，有效降低了生物塑料回收及堆肥处理的成本。
附图说明
[0024]图1a为生物塑料1的核磁共振氢谱图，图1b为天然淀粉的核磁共振氢谱图。
[0025]图2为生物塑料薄膜A和聚乳酸薄膜的降解率测试结果图。
[0026]图3为一次性餐勺的降解率测试结果图。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了可快速降解的生物塑料及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0029]目前，现有的生物可降解塑料的降解条件比较苛刻，必须要在堆肥条件下才能迅速降解，在达不到降解条件的情况下，生物可降解塑料和传统的不可降解塑料是一样的，同样会被破碎为微塑料，而微塑料的降解同样会非常缓慢，同样会造成污染；此外，还需要把生物可降解塑料与其他垃圾区分开来，单独进行堆肥处理，其过程又会增加大量垃圾分类及堆肥处理上的成本。总之，现有的生物可降解塑料的降解速度慢，难以在常温下降解，降
解条件苛刻。基于此，本专利技术实施例提供了可快速降解的生物塑料，其中，所述可快速降解的生物塑料包括改性多糖类化合物，所述改性多糖类化合物由连接有至少一个苯环的酰氯与多糖类化合物通过酯化反应制备得到。
[0030]多糖类化合物，是一种高度结晶的化合物，分子间的氢键作用力很强，具有亲水性。以淀粉为例，其糖苷键在150℃时则开始发生断裂，因此其熔融温度要高于分解温度，无法实现热塑性加工；其是一种多羟基化合物，每个葡萄糖单元上均含有三个羟基，分子链通过羟基相互作用形成分子间和分子内氢键，因此淀粉具有很强的吸水性，淀粉与水分子相互结合，从而形成颗粒状结构。淀粉的高度结晶性和亲水性使其难以加工而无法应用于日常生活中。本专利技术实施例以自然界来源广泛的多糖类化合物为原料，通过将多糖类化合物进行改性，使其与连接有至少一个苯环的酰氯进行酯化反应，得到具有极强热塑性加工性能和疏水性的改性多糖类化合物。所述包括改性多糖类化合物的生物塑料，具有极强的疏水性，耐久性好，热塑性加工性能好，且打破了降解条件的束缚，无需苛刻的堆肥条件，在自然环境下就能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可快速降解的生物塑料，其特征在于，所述可快速降解的生物塑料包括改性多糖类化合物，所述改性多糖类化合物由连接有至少一个苯环的酰氯与多糖类化合物通过酯化反应制备得到。2.根据权利要求1所述的可快速降解的生物塑料，其特征在于，所述多糖类化合物选自淀粉、海藻酸钠、壳聚糖、纤维素中的至少一种。3.根据权利要求1所述的可快速降解的生物塑料，其特征在于，所述连接有至少一个苯环的酰氯选自苯乙酰氯、氢化肉桂酰氯、二苯基乙酰氯、4
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正丙基苯甲酰氯中的一种。4.根据权利要求1所述的可快速降解的生物塑料，其特征在于，所述可快速降解的生物塑料还包括塑化剂，所述塑化剂选自柠檬酸三丁酯、磷酸三乙酯、邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种。5.根据权利要求4所述的可快速降解的生物塑料，其特征在于，所述改性多糖类化合物与所述塑化剂的质量比为100：(5～40)。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的可快速降解的生物塑料，其特征在于，所述可快速降解的生物塑料还包括第一聚合物，所述第一聚合物选自聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二酯、聚己内酯、聚谷氨酸、聚羟基脂肪酸酯中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的可快速降解的生物塑料，其特征在于，所述第一聚合物的质量占所述改性多糖类化合物与所述第一聚合物质量和的0％～70％。8.如权利要求1～7任一项所述的可快速降解的生物塑料的制备方法，其特征在于，包括步骤：将多糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢芳，
申请(专利权)人：今禾方吟科技深圳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：