[发明专利]一种淀粉基可降解塑料母粒及制备和发泡塑料的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质材料制品技术领域。

背景技术

随着塑料制品生产和应用的迅速发展，日益增长的塑料垃圾越来越被人们看作是对生态的严重威胁，而建填埋场的空间有限，特别是大城市视土如金更为突出；焚烧则设施需大量资金投入，同时也带来环保问题，因而从20世纪80年代起，降解塑料便风靡全球。世界上许多国家尤其是发达国家把开发降解塑料作为治理塑料废弃物“白色污染”、保护环境和生态平衡的有效途径之一，特别是作为减轻一次性塑料废弃物对景观和土地污染的有效措施而竞相开发和开拓市场。

淀粉有着能再生、廉价、易保存和便于运输的特点，在一定条件下可进行各种反应，派生出众多衍生物。而淀粉良好的可利用性和生物降解性使其成为生物降解材料的良好原料。但由于淀粉为多羟基天然高分子，淀粉分子间存在很强的氢键作用，作为生物质材料的淀粉，具有防水性能差、易产生老化、不具备熔融加工性等缺点使淀粉在实际生产和应用中受到了很大限制。因此，要想把淀粉应用到塑料工业中，必须对淀粉进行一定程度的改性处理，使其能够适用于生产淀粉基塑料。目前，国内外关于淀粉基塑料的生产方法和专利产品均有或多或少的降解性能和力学性能等问题，而且很多配方和工艺相当复杂、生产成本过高，根本没有办法在实际生产中得到很好的利用，真正具有市场意义的成熟产品很少。而淀粉与某些化学单体在一定条件下可以进行接枝共聚反应，用于制造生物降解塑料是合适的，接枝淀粉和热塑性淀粉是其希望所在。 

发明内容

本发明的目的是提供种一种淀粉基可降解塑料母粒及制备方法，以及用这种淀粉基可降解塑料母粒发泡塑料的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的淀粉基可降解塑料母粒，各组分按质量份配比为：玉米淀粉50-150份、丙烯酸甲酯5-30份、硝酸铈铵0.5-3份、蒸馏水100-200份。

所述原料的优选配比为玉米淀粉100份、丙烯酸甲酯15份、硝酸铈铵1份、蒸馏水150份。

本发明所述的淀粉基可降解塑料母粒及其发泡塑料的制作方法，包括以下步骤。 

(1) 原料的预处理：将玉米淀粉烘干至恒重；将丙烯酸甲酯用5%的NaOH水溶液除去阻聚剂，在60-67℃、84.513KPa条件下减压蒸馏，之后用无水NaSO₄干燥。

(2) 按上述质量份数称取玉米淀粉，加入蒸馏水调成淀粉浆；取其中20%的玉米淀粉浆加入有恒压滴液漏斗的反应器中，抽真空，之后充入氮气，重复此操作三次，将反应器中的空气排净；之后向玉米淀粉浆中通入氮气并搅拌30-50 min，以软化淀粉颗粒，促进接枝反应进行。

(3) 用稀硝酸将玉米淀粉浆的pH值调到≤3.0，按上述质量份数称取硝酸铈铵，用0.5 mol/L的稀硝酸将硝酸铈铵溶解配成溶液，取其中质量的90%的量，通过反应器的恒压滴液漏斗加入反应器中，搅拌5-10min，之后马上加入丙烯酸甲酯，搅拌30-60min，之后再加入剩余的80%的玉米淀粉浆和10%的硝酸铈铵溶液，氮气条件下，30℃-40℃，搅拌反应1-2h。

(4)加入NaOH溶液调节pH值为6.5-7.5，终止反应，造粒，得淀粉-丙烯酸甲酯接枝共聚物母粒。

本发明所述的用上述淀粉基可降解塑料母粒发泡塑料的步骤如下。

按质量份数称取上述塑料母粒100份、偶氮二甲酰胺0.5-2份、聚甘油酯2-6份，同时加入高速混合机中，在50℃条件下混合15-30 min，混合均匀后再用高压蒸汽发泡机发泡成型。

本发明是通过将淀粉与丙烯酸甲酯接枝改性后加工而成的塑料产品，而淀粉与乙烯基单体接枝共聚是淀粉改性的重要方法之一，该聚合物兼具有合成和天然高分子的优良性能，具有生物降解速度快，加工性能优越，适应性好，制备工艺简单，生产成本低等特点。它属于可热塑加工型塑料产品，且不含PP、PE、PS等塑料成分，能用普通的塑料热塑加工机器加工。淀粉基塑料是目前生产成本最接近普通塑料、市场前景最好的可降解塑料，在工业上可以代替聚苯乙烯等塑料。其产品性能可以根据接枝工艺和后加工工艺的不同而变化，可用在包装材料，防震材料，食品容器、玩具等领域。对节约石油资源、消除白色污染、调整塑料产业结构、推动塑料产品的更新换代、促进塑料行业的绿色环保、以及促进农产品深加工与转化都具有重要意义。

具体实施方式

下面结合具体实例，对本发明的技术要点做进一步说明。

实施例1。