一种生物可降解的薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及塑料合成技术领域，所属IPC分类号为C08J5/18，尤其涉及一种生物可降解的薄膜及其制备方法。所述生物可降解的薄膜，原料包括，按质量分数计，可降解高分子50

【技术实现步骤摘要】
一种生物可降解的薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及塑料合成
，所属IPC分类号为C08J5/18，尤其涉及一种生物可降解的薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]可降解塑料是指在自然环境条件下能够降解成对环境无危害的塑料，随着生活水平的发展，塑料薄膜及其包装材料给人们带来了很大的便利，随着人们环保意识的加强，人们相继研发出可降解塑料薄膜，并广泛用于工业、农业、日常生活等领域。
[0003]淀粉作为一种可生物降解聚合物，但是单独的淀粉不能够很好的进行注塑工艺，在使用淀粉作为一种添加剂在可降解的薄膜中使用的时候，人们往往会对淀粉进行改性，专利CN109929228A通过有机酸对淀粉进行改性，虽然能够促进淀粉的水解，并使得淀粉在使用过程中的分子量降低，但是淀粉的分子量降低了在一定程度上影响了薄膜的力学性能。

技术实现思路

[0004]为了能够更好的理解本专利技术的
技术实现思路
，结合以下本专利技术的优选实施方法的详述。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的第一个方面提供了一种生物可降解的薄膜，原料包括，按质量分数计，可降解高分子50
‑
90％、热塑性淀粉颗粒补充至100％。
[0006]优选的，所述生物可降解的薄膜，原料包括，按质量分数计，可降解高分子60
‑
80％、热塑性淀粉颗粒补充至100％。
[0007]进一步优选的，所述生物可降解的薄膜，原料包括，按质量分数计，可降解高分子70％、热塑性淀粉颗粒补充至100％。
[0008]淀粉属于可完全降解的生物基高分子，但是淀粉不具备热塑加工性，限制了淀粉的应用范围，在本专利技术中使用特定的热塑性淀粉，能够制备得到可降解的薄膜。
[0009]所述热塑性淀粉的原料包括淀粉、多元醇。
[0010]所述淀粉的来源没有限制，为本领域中常用的淀粉，在本专利技术的一些实施方式中，所述淀粉为木薯淀粉。
[0011]所述多元醇选自甘油、乙二醇、丙三醇、双丙甘醇、己二醇、丁二醇、新戊二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、异山梨醇、甘露醇、己三醇、木糖醇中的至少一种。
[0012]在本专利技术中通过多元醇对淀粉进行塑化制备得到热塑性淀粉，使得热塑性淀粉具有较好的加工性能，能够制备得到生物可降解的薄膜。
[0013]所述多元醇的重量为淀粉重量的15
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40％；优选的，所述多元醇的重量为淀粉重量的20
‑
30％；进一步优选的，多元醇的重量为淀粉重量的25％。
[0014]优选的，所述多元醇为异山梨醇；所述异山梨醇可通过市售得到，其来源不做限制，可以列举的厂家有罗盖特。
[0015]专利技术人通过大量实验得到在当多元醇为异山梨醇能够很好的增加薄膜的力学性能，可能是因为异山梨醇的V型桥环结构能够显著的增加体系的刚性，并且其能够稳定的分布在淀粉的非晶区，在受到外力的时候，体系中分子链的刚性的提高使得制品的拉伸性能提高，但是在实验中专利技术人发现必须严格控制异山梨醇的添加量，当异山梨醇的添加量太多反而会影响最后制品的热封强度，可能是因为异山梨醇的加入会降低淀粉的分子量，也可能是因为如果异山梨醇的添加量过多会使得淀粉的结晶区域产生缺陷，在加工的时候影响力制品的力学性能。
[0016]在一些实施方式中，所述热塑性淀粉颗粒的制备包括以下步骤：
[0017]S1，在反应容器中加入淀粉、多元醇预混、静置、干燥得到热塑性淀粉；
[0018]S2，将步骤S1中的热塑性淀粉在单螺杆挤出机中造粒、干燥得到热塑性淀粉颗粒。
[0019]优选的，步骤S1中预混的温度为25
‑
40℃、转速为40
‑
60r/min、时间为1.5
‑
3h；进一步优选的，预混的时间为2h。
[0020]优选的，步骤S1中静置的温度为25
‑
40℃、时间为12
‑
48h。
[0021]优选的，步骤S1的干燥为低温真空干燥，干燥温度60～70℃、真空度为
‑
0.01～
‑
0.08MPa、干燥时间6
‑
12h。
[0022]现有技术中，为了更好的对淀粉进行塑化，常在较高温度和较高转速来对淀粉进行塑化，但是在本专利技术中申请人发现，当温度和转速较高的时候会对不但淀粉的拜会降低，同时制备得到的薄膜的力学性能也会降低20
‑
30％，可能是因为在较高温度和转速下，淀粉会发生糊化。
[0023]优选的，步骤S1中热塑性淀粉的含水量小于等于3％。
[0024]优选的，所述热塑性淀粉的原料还包括淀粉回生抑制剂。
[0025]所述淀粉回生抑制剂的重量为淀粉重量的0.8
‑
1.2％；优选的，所述淀粉回生抑制剂的重量为淀粉重量的1％。
[0026]所述淀粉回生抑制剂至少包括柠檬酸；在一些实施方式中，所述淀粉回生抑制剂还包括乙二酸，所述乙二酸与柠檬酸的重量比为(0.3
‑
0.5)：1。
[0027]本专利技术中在制备热塑性淀粉制备过程中的温度都实在是在较低温度下制备得到进行的，但是专利技术人发现使用该方法制备得到的热塑性淀粉虽然白度较高，但是最后制备得到的薄膜的断裂伸长率和热封强度降低，可能是因为在制备过程中淀粉花生了大量回生现象，在研究中专利技术人发现在制备淀粉的过程中加入少量淀粉回生抑制剂能够有效的抑制淀粉的回生现象，尤其是柠檬酸能够很好的抑制淀粉的回生现象，可能是因为与多元醇相比，柠檬酸能够更好的与淀粉形成更稳定的氢键，并在异山梨醇的作用下使得淀粉体系呈一个螺旋结构的内包含复合体，从而抑制了淀粉的回生现象。
[0028]在一些优选的实施方式中，所述热塑性淀粉颗粒的制备包括以下步骤：
[0029]S1，在反应容器中加入淀粉、多元醇、淀粉回生抑制剂预混、静置、干燥得到热塑性淀粉；
[0030]S2，将步骤S1中的热塑性淀粉在单螺杆挤出机中造粒、干燥得到热塑性淀粉颗粒。
[0031]为了使得淀粉能够更好的塑化并抑制淀粉的回生现象，步骤S1中淀粉、多元醇、淀粉回生抑制剂的加料顺序为，在反应容器中先加入淀粉混合1
‑
3min，然后加入多元醇混合1
‑
3min，最后加入淀粉回生抑制剂预混。
[0032]具体的，所述热塑性淀粉颗粒的制备包括以下步骤：
[0033]S1，控制反应容器内的温度为25
‑
40℃并在反应器中加入淀粉以40
‑
60r/min搅拌1
‑
3min，然后加入多元醇以40
‑
60r/min搅拌1
‑
3min，最后加入淀粉抑制剂以40
‑
60r/min预混1.5
‑
3h，在25
‑
40℃静置12
‑
48h，在60～70℃、真空度为...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物可降解的薄膜，其特征在于，原料包括，按质量分数计，可降解高分子50
‑
90％、热塑性淀粉颗粒补充至100％；所述热塑性淀粉的原料包括淀粉、多元醇；所述多元醇的重量为淀粉重量的15
‑
40％。2.根据权利要求1所述的一种生物可降解的薄膜，其特征在于，所述多元醇选自甘油、乙二醇、丙三醇、双丙甘醇、己二醇、丁二醇、新戊二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、异山梨醇、甘露醇、己三醇、木糖醇中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的一种生物可降解的薄膜，其特征在于，所述热塑性淀粉颗粒的制备包括以下步骤：S1，在反应容器中加入淀粉、多元醇预混、静置、干燥得到热塑性淀粉；S2，将步骤S1中的热塑性淀粉在单螺杆挤出机中造粒、干燥得到热塑性淀粉颗粒。4.根据权利要求3所述的一种生物可降解的薄膜，其特征在于，步骤S1中预混的温度为25
‑
40℃、转速为40
‑
60r/min、时间为1.5
‑
3h。5.根据权利要求4所述的一种生物可降解的薄膜，其特征在于，所述热塑性淀粉的原料还包括淀粉回生抑制剂；所述热塑性淀粉颗粒的制备包括以下步骤：S1，容器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海波，戴冬明，陈学林，
申请(专利权)人：浙江海波生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：