一种淀粉生物降解膜及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉生物降解膜及其生产方法，涉及天然高分子材料领域。本发明专利技术先将葡聚糖在三乙胺的条件下与改性胆固醇进行反应，制得改性葡聚糖，其次，将改性葡聚糖依次用水和氯化钆溶液透析，制得预处理聚乳酸混合物，将预处理聚乳酸混合物于羧甲基纤维素溶液中透析后，再与腐殖酸溶液和丙烯酰胺在引发剂和交联剂的作用下进行反应，制得改性聚乳酸，最后，将淀粉与聚乙烯醇混合于水中，并加入改性聚乳酸、丙三醇、甘油和交联剂，制得成膜液，将成膜液平铺在聚酯片上，经干燥后，得预处理淀粉生物降解膜，将预处理淀粉生物降解膜用葡聚糖酶进行处理后，得淀粉生物降解膜。本发明专利技术制备的淀粉生物降解膜具有优异的耐水性和力学性能。学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉生物降解膜及其生产方法


[0001]本专利技术涉及天然高分子材料领域，具体是一种淀粉生物降解膜及其生产方法。

技术介绍

[0002]随着石油资源的日益趋于紧张和人们对绿色环境问题越来越关注，塑料行业将材料研究的更多目光投向来源于天然可再生资源的原料。淀粉是地球上取之不尽、用之不竭的可再生资源，而且他们具有多种结构，易于化学和物理修饰，同时具有生物降解性、生物相容性及安全性等优点。开发和推广可再生资源产品不仅有利于保护生态环境，而且有利于发展新农作物和新化学技术以及促进农业增长和增加就业机会，为发展中国家带来较大经济效益。
[0003]由于原淀粉材料的许多性能不能满足实际应用的要求，如吸水性强、脆性、强度低等，因此，需要采取物理、化学和生物化学方法，使淀粉的结构、物理和化学性质发生改变，产生特定的性能和用途。目前，我国生产的淀粉可降解材料多为不完全降解材料，仅仅是把淀粉作为一种填充剂或者添加型的光降解塑料，还没有较为理想的完全生物降解材料的生产。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种淀粉生物降解膜及其生产方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种淀粉生物降解膜，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：50~60份淀粉，15~25份聚乙烯醇，10~20份丙三醇，8~12份甘油，5~8份交联剂和10~30份改性聚乳酸。
[0006]作为优化，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉或红薯淀粉中的任意一种；所述交联剂为硼酸、柠檬酸或戊二醛中任意一种。
[0007]作为优化，所述改性聚乳酸是由经胆固醇改性的葡聚糖与聚乳酸、腐殖酸和羧甲基纤维素共同制备而成。
[0008]作为优化，所述淀粉生物降解膜主要包括以下重量份数的原料组分：60份木薯淀粉，15份聚乙烯醇，10份丙三醇，8份甘油，5份戊二醛和15份改性聚乳酸。
[0009]作为优化，一种淀粉生物降解膜的生产方法，主要包括以下制备步骤：（1）将葡聚糖与有机溶剂混合，并加入三乙胺和改性胆固醇，于氮气氛围下搅拌反应后，透析，冷冻干燥，得改性葡聚糖；（2）将步骤（1）所得改性葡聚糖与聚乳酸混合于有机溶剂中，依次于水和氯化钆溶液中透析，得预处理聚乳酸混合物；（3）将步骤（2）所得预处理聚乳酸混合物与羧甲基纤维素溶液混合，透析后，再与水中透析，得改性聚乳酸坯料，将改性聚乳酸坯料与腐殖酸溶液混合，并加入丙烯酰胺，搅拌混合后，再加入引发剂和交联剂，搅拌反应后，过滤，得改性聚乳酸；
（4）将淀粉与水混合，并加入聚乙烯醇，搅拌溶解，得混合液，将混合液与改性聚乳酸混合，并加入丙三醇、甘油和交联剂，搅拌混合，得成膜液；（5）将步骤（4）所得成膜液均匀平铺在聚酯片上，放入烘箱中，干燥，待无粘性后，揭膜，得预处理淀粉生物降解膜；（6）将步骤（5）所得预处理淀粉生物降解膜置于葡聚糖酶溶液中浸泡后，过滤，干燥，得淀粉生物降解膜。
[0010]作为优化，所述淀粉生物降解膜的生产方法主要包括以下制备步骤：（1）将葡聚糖与二甲基亚砜按质量比1：10~1：15混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入葡聚糖质量0.3~0.5倍的三乙胺和葡聚糖质量0.8~1.2倍的改性胆固醇，向三口烧瓶中以50~60mL/min的速率通入氮气，于温度为80℃的条件下，搅拌反应7h后，将反应物于水中透析72h后，冷冻干燥，得改性葡聚糖；（2）将步骤（1）所得改性葡聚糖与聚乳酸按质量比1：1混合于改性葡聚糖质量10~20倍的二甲基亚砜中，搅拌混合，得混合液，将混合液置于截留分子量14000的透析袋中先于水中透析4h后，再于质量分数为5%的氯化钆溶液中透析40h后，得预处理聚乳酸混合物；（3）将步骤（2）所得预处理聚乳酸混合物与质量分数为0.2~4%的羧甲基纤维素溶液按质量比1：10混合，透析40h后，再于水中透析4h，得改性聚乳酸坯料，将改性聚乳酸坯料与质量分数为3~6%的腐殖酸溶液按质量比1：8~1：10混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入改性聚乳酸坯料质量1~3倍的丙烯酰胺，搅拌混合后，再向烧瓶中加入改性聚乳酸坯料质量0.1~0.4倍的引发剂和改性聚乳酸坯料质量0.1~0.3倍的交联剂，搅拌反应后，过滤，得改性聚乳酸；（4）按重量份数计，依次称取60份木薯淀粉，15份聚乙烯醇，10份丙三醇，8份甘油，5份戊二醛和15份步骤（3）所得改性聚乳酸，将木薯淀粉与水混合于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙烯醇，搅拌溶解，得混合液，将混合液与改性聚乳酸混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入丙三醇、甘油和戊二醛，搅拌混合，得成膜液；（5）将步骤（4）所得成膜液均匀平铺在聚酯片上，放入烘箱中，于温度为60℃的条件下干燥3h，待无粘性后，揭膜，得预处理淀粉生物降解膜；（6）将步骤（5）所得预处理淀粉生物降解膜置于质量分数为10%的葡聚糖酶溶液中浸泡1~5h后，过滤，将滤饼于温度为70℃的条件下干燥6~8h，得淀粉生物降解膜。
[0011]作为优化，步骤（1）所述改性胆固醇的制备的方法为将胆固醇与吡啶按质量比1：30混合，并加入胆固醇质量1倍的丁二酸酐，于温度为70℃的条件下搅拌反应3h后，旋蒸浓缩，去除溶剂，得粗产品，将粗产品溶解与质量分数为90%的乙醇溶液中，加热至50~70℃，并趁热过滤，将滤液于冰水浴中重结晶，得胆固醇
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丁二酸酯，将胆固醇
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丁二酸酯与三氯甲烷按质量比1：20混合，并加入胆固醇
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丁二酸酯质量0.5倍的质量分数为90%的氯化亚砜溶液，控制氯化亚砜溶液的滴入速率为2~3mL/min，搅拌反应后，旋蒸浓缩，去除三氯甲烷和氯化亚砜，得改性胆固醇。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在制备淀粉生物降解膜时加入改性聚乳酸。
[0013]首先，改性聚乳酸为微球结构，在加入淀粉生物降解膜中后，可在葡聚糖酶的作用下使暴露在淀粉生物降解膜表面的改性聚乳酸中的聚乳酸凸显，从而呈现疏水性，进而使
得淀粉生物降解膜的耐水性提高，其次，由于改性聚乳酸为微球结构的存在，可使得淀粉生物降解膜表面呈现微小的乳突结构，从而减少水分在产品表面的接触面积，进而提高产品表面的疏水性，使产品的耐水性提高，再者，改性聚乳酸内部含有腐殖酸与羧甲基纤维素形成的三维网络，其具有优异的吸水性能，并且由于改性聚乳酸在经过处理后，改性聚乳酸微球表面含有孔隙，因此在与水接触后，改性聚乳酸中的吸水结构会率先吸水，从而进一步提高产品的耐水性，同时，在腐殖酸吸水结构吸水的同时，会促进聚乳酸与水的接触，进而提高聚乳酸的降解效率，从而使得产品在使用后，可在较短时间完全降解。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种淀粉生物降解膜，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：50~60份淀粉，15~25份聚乙烯醇，10~20份丙三醇，8~12份甘油，5~8份交联剂和10~30份改性聚乳酸。2.根据权利要求1所述的一种淀粉生物降解膜，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉或红薯淀粉中的任意一种；所述交联剂为硼酸、柠檬酸或戊二醛中任意一种。3.根据权利要求2所述的一种淀粉生物降解膜，其特征在于，所述改性聚乳酸是由经胆固醇改性的葡聚糖与聚乳酸、腐殖酸和羧甲基纤维素共同制备而成。4.根据权利要求3所述的一种淀粉生物降解膜，其特征在于，所述淀粉生物降解膜主要包括以下重量份数的原料组分：60份木薯淀粉，15份聚乙烯醇，10份丙三醇，8份甘油，5份戊二醛和15份改性聚乳酸。5.一种淀粉生物降解膜的生产方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：将葡聚糖与有机溶剂混合，并加入三乙胺和改性胆固醇，于氮气氛围下搅拌反应后，透析，冷冻干燥，得改性葡聚糖；将步骤（1）所得改性葡聚糖与聚乳酸混合于有机溶剂中，依次于水和氯化钆溶液中透析，得预处理聚乳酸混合物；将步骤（2）所得预处理聚乳酸混合物与羧甲基纤维素溶液混合，透析后，再与水中透析，得改性聚乳酸坯料，将改性聚乳酸坯料与腐殖酸溶液混合，并加入丙烯酰胺，搅拌混合后，再加入引发剂和交联剂，搅拌反应后，过滤，得改性聚乳酸；将淀粉与水混合，并加入聚乙烯醇，搅拌溶解，得混合液，将混合液与改性聚乳酸混合，并加入丙三醇、甘油和交联剂，搅拌混合，得成膜液；将步骤（4）所得成膜液均匀平铺在聚酯片上，放入烘箱中，干燥，待无粘性后，揭膜，得预处理淀粉生物降解膜；将步骤（5）所得预处理淀粉生物降解膜置于葡聚糖酶溶液中浸泡后，过滤，干燥，得淀粉生物降解膜。6.根据权利要求5所述的一种淀粉生物降解膜的生产方法，其特征在于，所述淀粉生物降解膜的生产方法主要包括以下制备步骤：将葡聚糖与二甲基亚砜按质量比1：10~1：15混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入葡聚糖质量0.3~0.5倍的三乙胺和葡聚糖质量0.8~1.2倍的改性胆固醇，向三口烧瓶中以50~60mL/min的速率通入氮气，于温度为80℃的条件下，搅拌反应7h后，将反应物于水中透析72h后，冷冻干燥，得改性葡聚糖；将步骤（1）所得...

【专利技术属性】
技术研发人员：李显均，
申请(专利权)人：李显均，
类型：发明
国别省市：