System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 淀粉基复合材料及其制备方法与应用、塑料制品技术_技高网

淀粉基复合材料及其制备方法与应用、塑料制品技术

技术编号:41232163 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-09 23:47
本发明专利技术涉及一种淀粉基复合材料及其制备方法与应用、塑料制品,所述淀粉基复合材料的组分包括:聚酯材料、淀粉及多元羟基化合物;其中,以所述聚酯材料和所述淀粉的总质量为基准,所述聚酯材料的质量占比为15%~85%,所述淀粉的质量占比为15%~85%;所述多元羟基化合物的质量为所述淀粉质量的10%~50%;所述淀粉的平均粒径≤1μm。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料,特别一种淀粉基复合材料及其制备方法与应用、塑料制品


技术介绍

1、随着人们环保意识的觉醒,研究“绿色高分子”以替代通用石化类塑料逐渐受到研究人员的重视。技术人员常采用可降解的生物材料对树脂进行改性,以获得可生物降解的材料,其中,淀粉具有品种繁多、来源丰富且价格便宜的特点,且又易受微生物侵蚀,并能为微生物提供养分,生物降解的最终产物是二氧化碳和水,不会对环境造成污染,因此淀粉在常应用于制备生物降解材料,为解决白色污染提供了一个良好的途径。

2、然而,由于淀粉是多羟基天然大分子化合物,其分子内和邻近分子间多以氢键相互作用形成微晶结构,在传统的共混加工过程中,这种结构不易改变,缺乏塑性,导致与基底材料相容性不佳,用于改性树脂以制备生物降解材料时,常会对树脂的韧性等力学性能产生不利影响,尤其是在薄膜状态下,其韧性无法满足相关应用领域的要求标准,从而限制了其应用范围。

3、因此,传统技术仍有待改进。


技术实现思路

1、基于此,本专利技术提供一种韧性优异的淀粉基复合材料及其制备方法与应用、塑料制品。

2、在本专利技术的第一方面,提供一种淀粉基复合材料,所述淀粉基复合材料的组分包括:聚酯材料、淀粉及多元羟基化合物;

3、其中,以所述聚酯材料和所述淀粉的总质量为基准,所述聚酯材料的质量占比为15%~85%,所述淀粉的质量占比为15%~85%;

4、所述多元羟基化合物的质量为所述淀粉质量的10%~50%;

<p>5、所述淀粉的平均粒径≤1μm。

6、上述淀粉基复合材料具有优异的韧性,即使在厚度<16 μm的状态下,也能保持优异的韧性:断裂伸长率>250%,100%定向拉伸强度中,横向拉神强度>5 mpa,纵向拉伸强度>10mpa;同时在厚度≥16 μm的状态下,能保持良好的透明性,用于制备塑料制品时,能提高制品的使用寿命,并有利于提拓宽其应用范围。

7、虽然机理尚不明确清楚,但本申请专利技术人推测是由于:上述淀粉基复合材料中,一方面,采用多元羟基化合物以降低淀粉分子内和分子间的氢键的含量,增加淀粉分子链的自由度,使淀粉塑化以提高其与聚酯材料的相容性,达到增韧的目的;另一方面,调控淀粉的平均粒径≤1μm,可以降低淀粉基复合材料表面形成凹凸状的几率,从而降低淀粉基复合材料的水接触角,由此使淀粉基复合材料中的淀粉分散相被空气、水分浸润的程度增大,塑化效果更好,进一步提高了材料的韧性,使特定的组分通过特定配比进行协同作用,获得韧性优异且同时保持良好透明性的淀粉基复合材料。

8、在其中一些实施例中,所述淀粉基复合材料的组分满足如下(1)~(2)中至少一个条件:

9、(1) 以所述聚酯材料和所述淀粉的总质量为基准,所述聚酯材料的质量占比为50%~80%;

10、(2) 以所述聚酯材料和所述淀粉的总质量为基准,所述淀粉的质量占比为20%~50%。

11、进一步调控组分配比,以进一步提高淀粉基复合材料的力学性能。

12、在其中一些实施例中,所述多元羟基化合物中羟基的官能度t满足:t≥3;

13、可选地,t满足:3≤t≤7;

14、可选地,所述多元羟基化合物包括多元醇及其缩合物中的至少一种;

15、可选地,所述多元羟基化合物包括多元醇和多元醇醚中的至少一种;

16、可选地,所述多元羟基化合物包括甘油、聚甘油、山梨醇及甘露糖醇中的至少一种。

17、在其中一些实施例中,所述聚酯材料包括生物降解聚酯;

18、可选地,所述生物降解聚酯的制备单体包括酸单体和醇单体,所述酸单体包括芳香族多元酸、杂芳香族多元酸、脂环族多元酸、脂肪族多元酸及其酯类衍生物中至少一种,所述醇单体包括脂肪族多元醇;

19、可选地,所述芳香族多元酸含有6~20个碳原子;

20、可选地,所述杂芳香族多元酸含有5~20个碳原子;

21、可选地,所述脂环族多元酸含有3~30个碳原子;

22、可选地,所述脂肪族多元酸含有2~22个碳原子;

23、可选地,所述脂肪族多元醇含有2~22个碳原子。

24、在其中一些实施例中,所述酸单体包括第一单体和第二单体,所述第一单体包括芳香族多元酸及其酯类衍生物中的至少一种,所述第二单体包括脂肪族多元酸及其酯类衍生物;

25、可选地,以所述酸单体的总摩尔数为基准,所述第一单体的摩尔质量占比为30%~70%;

26、可选地,所述第一单体包括芳香族二元酸,可选为对苯二甲酸、邻苯二甲酸和呋喃二甲酸中的至少一种;

27、可选地,所述第二单体包括脂肪族二元酸,可选为己二酸、庚二酸、辛二酸、癸二酸、壬二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸中的至少一种。

28、在其中一些实施例中,所述生物降解聚酯的制备单体还包括碳原子数为3~10的羟基酸;

29、可选地,所述羟基酸包括乳酸。

30、在其中一些实施例中,所述聚酯材料包括己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物以及聚乳酸;

31、可选地,在所述聚酯材料的核磁共振氢谱中,化学位移在5.0ppm~5.3ppm的谱峰的积分面积为x,化学位移在8.1±0.5 ppm谱峰的积分面积为y,x和y满足:0.1≤x/y≤0.3。

32、在其中一些实施例中,所述淀粉包括天然淀粉及其衍生物中的至少一种;

33、可选地,所述淀粉包括玉米淀粉、土豆淀粉、大米淀粉、木薯淀粉及其酯化衍生物、醚化衍生物和氧化衍生物中的至少一种。

34、在其中一些实施例中,所述淀粉基复合材料的水接触角满足:

35、将所述淀粉基复合材料在25℃±2℃、50 rh%±5rh%的环境中静置3h,此时水接触角为θ1,使水滴在所述淀粉基复合材料表面继续静置1分钟,此时水接触角为θ2,h=θ1-θ2,h满足:h>10°;

36、可选地,θ2<90°。

37、在本专利技术的第二方面,提供一种淀粉基复合材料的制备方法,包括如下步骤:

38、将第一方面的淀粉基复合材料的组分混合,熔融挤出。

39、在本专利技术的第三方面,提供本专利技术第一方面的淀粉基复合材料或第二方面的淀粉基复合材料的制备方法制备得到的淀粉基复合材料在制备塑料制品中的应用。

40、在本专利技术的第四方面,提供一种塑料制品,包括第一方面的淀粉基复合材料或第二方面的淀粉基复合材料的制备方法制备得到的淀粉基复合材料。

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【技术保护点】

1.一种淀粉基复合材料,其特征在于,所述淀粉基复合材料的组分包括:聚酯材料、淀粉及多元羟基化合物;

2.如权利要求1所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述淀粉基复合材料的组分满足如下(1)~(2)中至少一个条件:

3.如权利要求1~2任一项所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述多元羟基化合物中羟基的官能度T满足:T≥3;

4.如权利要求1~2任一项所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述聚酯材料包括生物降解聚酯;

5.如权利要求4所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述酸单体包括第一单体和第二单体,所述第一单体包括芳香族多元酸及其酯类衍生物中的至少一种,所述第二单体包括脂肪族多元酸及其酯类衍生物;

6.如权利要求4所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述生物降解聚酯的制备单体还包括碳原子数为3~10的羟基酸;

7.如权利要求1~2任一项所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述聚酯材料包括己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物以及聚乳酸;

8.如权利要求1~2任一项所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述淀粉包括天然淀粉及其衍生物中的至少一种;

9.如权利要求1~2任一项所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述淀粉基复合材料的水接触角满足:将所述淀粉基复合材料在25℃±2℃、50 RH%±5RH%的环境中静置3h,此时水接触角为θ1,使水滴在所述淀粉基复合材料表面继续静置1分钟,此时水接触角为θ2,H=θ1-θ2,H满足:H>10°;

10.一种淀粉基复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

11.权利要求1~9中任一项所述的淀粉基复合材料或权利要求10所述的淀粉基复合材料的制备方法制备得到的淀粉基复合材料在制备塑料制品中的应用。

12.一种塑料制品,其特征在于,包括权利要求1~9任一项所述的淀粉基复合材料或如权利要求10所述的淀粉基复合材料的制备方法制备得到的淀粉基复合材料。

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【技术特征摘要】

1.一种淀粉基复合材料,其特征在于,所述淀粉基复合材料的组分包括:聚酯材料、淀粉及多元羟基化合物;

2.如权利要求1所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述淀粉基复合材料的组分满足如下(1)~(2)中至少一个条件:

3.如权利要求1~2任一项所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述多元羟基化合物中羟基的官能度t满足:t≥3;

4.如权利要求1~2任一项所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述聚酯材料包括生物降解聚酯;

5.如权利要求4所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述酸单体包括第一单体和第二单体,所述第一单体包括芳香族多元酸及其酯类衍生物中的至少一种,所述第二单体包括脂肪族多元酸及其酯类衍生物;

6.如权利要求4所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述生物降解聚酯的制备单体还包括碳原子数为3~10的羟基酸;

7.如权利要求1~2任一项所述的淀粉基复合材料,其特征在于,所述聚酯材料包括己二...

【专利技术属性】
技术研发人员:麦开锦陈平绪叶南飚曾祥斌焦建杨晖陈业中董学腾熊凯李岩卢昌利
申请(专利权)人:珠海金发生物材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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