[发明专利]一种糯米粉接枝聚己内酯热塑性材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体指一种热塑性材料的制备方法。

背景技术

聚合物材料是上个世纪发展最为迅速的材料，但是大多数聚合物都是来源于石油这种不可更新能源。面对全球能源危机和持续增长的环境污染，生产新型可生物降解聚合物的要求越来越迫切。生物降解性高分子材料是当今高分子材料领域的研究热点之一。天然高分子材料，特别是多糖类天然高分子材料，不但能完全生物降解，而且来源丰富，可以再生，价格低廉，因此与合成聚合物相比具有更大的发展潜力，采用天然高分子为主要原料研制可全生物降解的片材、粒料和膜材料等课题被世界许多国家列为生物降解领域的研究重点。

淀粉作为一种天然高分子由于来源广泛、价格低廉和具有易生物降解等特点，在生物降解高分子领域占有重要地位。但是由于淀粉是多羟基聚合物，每个葡萄糖结构单元中的2,3,6位碳上含有羟基，形成了大量的分子内、分子间氢键，需要加入增塑剂（如水和多元醇）降低淀粉分子间作用力以提高加工性能。实际上，纯热塑性淀粉（不含合成聚合物）可以通过加入增塑剂用传统方法加工成塑料，但是纯淀粉塑料的强亲水性使其对湿度十分敏感——低湿度环境中，增塑剂会从产品中扩散出来，使产品变脆；高湿度环境时，水会扩散进入产品，改变产品形状、降低力学性能。另外，弹性低和回缩性高、淀粉结晶度高、没有特定的熔点也是淀粉的弱点。由上可知，采用纯淀粉加工困难，力学性能差，低温时水分散性不好，渗透力差等缺点使其应用受到限制。对淀粉进行改性显得很重要，对淀粉进行物理改性主要是通过淀粉与聚合物进行物理共混，加工成淀粉基聚合物材料，具有实用、廉价、方便的特点，但物理改性获得的淀粉基复合材料由于淀粉具有亲水性，使之与非极性聚合物的相容性不好，导致其加工性能和力学性能不能很好地得到改善，而采用接枝共聚技术对淀粉进行化学改性，是在天然淀粉链上引入某些基团，可以改善淀粉综合性能。例如，淀粉与其它单体通过化学共聚，形成淀粉接枝共聚物，能有效地改善淀粉的加工性能和力学性能。经过接枝改性的淀粉，与通用塑料的相容性得到明显改善，材料的力学性能有所提高，但接枝物本身是非生物降解性的，这与生物降解材料制备的初衷相悖。如果将可生物降解的聚合物接枝到淀粉链上，不仅可以使淀粉的性能得到改善，而且可以保证高聚物的完全生物降解性。淀粉的脂肪族聚酯两亲接枝共聚物，已成为降解材料研究的热点之一。聚己内酯是一种最简单的线性脂肪族聚酯，为结晶性的生物可降解聚合物，它具有优异的机械性能和加工性能（与聚烯烃相似）、优良的药物通过性、生物相容性和无毒性，在生物医用材料领域常被用于药物控释、外科缝合、组织工程等领域，在临床上已获得了广泛应用。随着环保意识的增强和环保法规的完善，生物降解材料的市场仍将迅速增长，特别是在塑料薄膜、包装材料、医用材料等领域的应用。淀粉接枝聚己内酯是一类可完全生物降解的高分子材料，在药物载体方面应用方面及制做环保材料开发前景广阔，会取得明显的经济和社会效益，对于解决废弃塑料对自然环境的污染、减少以石油资源为原料的塑料用量，具有重要的现实意义。

发明内容

发明目的：本发明提供一种糯米粉接枝聚己内酯热塑性材料的制备方法，目的在于直接采用糯米粉代替糯米淀粉节约了成本，并针对现有技术的不足，提供一种制备热塑性淀粉新材料的制备方法。

技术方案：本发明是通过以下技术方案实现的：

一种糯米粉接枝聚己内酯热塑性材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

将糯米采用膨化机膨化成糯米棒后直接用研钵磨成膨化糯米粉，并在真空干燥箱中干燥45-50小时，脱出其表面的吸附水，放入干燥器中储存，备用；

将干燥后的膨化糯米粉溶于干燥的吡啶溶剂中，膨化糯米粉与吡啶的浓度（g/mL）比为1:1-2:1，将混合物倒入四口烧瓶中，再将四口烧瓶放入110-130℃的油浴中，并向四口烧瓶中加入ε-己内酯单体；然后向四口烧瓶中通氮气，脱气、脱水1.5-2.5小时，除去烧瓶中水分及氧气等杂质；

将辛酸亚锡放入干燥的吡啶中配置成浓度为15-25%的吡啶溶液，在氮气保护下，将吡啶溶液逐滴加入到上述的四口烧瓶中，在110-130℃油浴中搅拌反应25-30小时，停止加热，继续通氮气搅拌，至反应物温度降到60℃以下时停止反应；

将反应后的产物用甲醇进行沉淀，对沉淀物过滤后，所得产物用甲苯在索氏提取器提取45-50小时，所得乳白色粉末在35-45℃真空干燥即可得所需膨化糯米粉接枝聚己内酯热塑性材料；