[发明专利]一种硫酸钙玉米淀粉聚乙烯醇复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫酸钙玉米淀粉聚乙烯醇复合材料及其制备方法。

背景技术

目前大量使用的包装材料仍是以不能降解的塑料为主，形成了严重的“白色污染”。现有可降解的包装材料主要是纸制品和热塑性淀粉，但纸制品易吸水，一旦吸水，就容易腐烂而失去力学强度。热塑性淀粉材料较脆，同样也容易吸水，尺寸稳定性差，成本较高。植物淀粉价格低，来源丰富（如玉米淀粉、马铃薯淀粉、地瓜淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉等），并且在自然环境下可完全生物分解，因此被应用于生产可降解材料的研究和生产，但是淀粉分子链含有大量羟基，容易在分子链内和分子链外形成氢键，因此难溶，难熔（即热塑性加工性能差），并且耐水性差，一遇水或长期存放在潮湿空气中，容易吸收水分，导致其稳定性下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种强度高，耐水性好，成本低，可生物降解的硫酸钙玉米淀粉聚乙烯醇复合材料及其制备方法。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：

本发明之硫酸钙玉米淀粉聚乙烯醇复合材料由以下重量份数的原料制成：玉米淀粉40－60份、聚乙烯醇（PVA）10－50份、无机填料硫酸钙5－15份、增塑剂5－20份；

改进力学性能优选的重量配比为：玉米淀粉50份、聚乙烯醇（PVA）30份、无机填料硫酸钙5份、增塑剂15份；

改进降解性能优选的重量配比为：玉米淀粉60份、聚乙烯醇（PVA）20份、无机填料硫酸钙5份、增塑剂15份；

所述聚乙烯醇优选聚乙烯醇1788；

所述增塑剂为水和甘油的混合物，按照1∶1－5的重量比在常温下混合20－40min。

本发明之硫酸钙玉米淀粉聚乙烯醇复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚乙烯醇和一半重量的增塑剂，加入高速混合机中，于常温下混合20－45min（优选40min）；

（2）将无机填料硫酸钙、玉米淀粉和剩余的增塑剂加入高速混合机中，于常温下混合10－18min（优选15min），得聚乙烯醇、玉米淀粉、增塑剂和无机填料硫酸钙的混合物；

（3）将步骤（2）所得混合物通过双螺杆挤出机挤出，造粒，控制机头温度为90－150℃（优选110℃），螺杆转速为100－120r/min（优选115r/min）。

本发明所采用的玉米淀粉可生物降解，对环境友好，资源丰富，价格低廉，有利于加速材料在自然环境中的降解。聚乙烯醇，经过增塑剂的作用，熔点降低到低于其分解温度，因此，在高温下可熔融流动，加工性能好。聚乙烯醇对亲水性的玉米淀粉有很好的粘接力，因此可以作为粘合剂和增强剂，有效促进其与淀粉之间的均匀混合，提高材料的力学性能。无机填料硫酸钙化学性质不活泼，具有耐化学药品性和电绝缘性，因此一方面可以调节材料的稳定性、刚性和硬度，从而提高材料的力学性能和耐热性；另外一方面，可提高材料的耐水性和外观白度，并大大地降低成本。由于淀粉分子链含有大量羟基，容易在分子链内和分子链外形成氢键，因此难溶，难熔，加入混合增塑剂甘油和水，甘油和水都是小分子物质，渗透力强，且它们分子中的羟基均可以与淀粉中的羟基形成氢键，对玉米淀粉起到增塑的作用。

本发明之硫酸钙玉米淀粉聚乙烯醇复合材料，强度高，耐水性好，成本低，可生物降解，能够真正意义上有效缓解“白色污染”问题。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

参考例1

增塑剂的配制：甘油3Kg和水1Kg在常温下混合40min，得增塑剂4Kg。

实施例1

本实施例原料重量配比：玉米淀粉12Kg、聚乙烯醇（PVA）1788 3Kg、无机填料硫酸钙1Kg、增塑剂4Kg。

制备方法：

（1）将PVA1788和一半重量的增塑剂，加入高速混合机中，于常温下混合40min；

（2）将无机填料硫酸钙、玉米淀粉和剩余的增塑剂加入高速混合机中，于常温下混合15min，得PVA、玉米淀粉、增塑剂和无机填料硫酸钙的混合物；

（3）将步骤（2）所得混合物通过双螺杆挤出机挤出，造粒，控制机头温度为100℃，螺杆转速为100r/min。