[发明专利]一种合成纤维增强全降解淀粉塑料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备纤维增强全降解淀粉塑料的方法，属生物降解塑料领域。

背景技术

淀粉塑料也称淀粉基塑料，泛指其组成含有淀粉或其衍生物的塑料。淀粉塑料主要分四大类：（1）填充型，淀粉添加量在10-30%；（2）光/生物双降解型，在前者的基础上，加入光敏剂以加快塑料的分解；（3）共混型，由淀粉和合成树脂或其它天然高分子共混而成，淀粉含量在30-60%；（4）全淀粉型，淀粉含量在90%以上，一般是通过增塑剂的加入或其它方法，使淀粉分子链无序化, 从而成为热塑性淀粉塑料（Thermoplastic Starch，简称 TPS）。国标GB/T 21661—2008指出：淀粉含量在15%以上即可称为淀粉基塑料，因此，目前市场上淀粉塑料主要还是以淀粉或改性淀粉与通用塑料共混的形式存在。

作为可降解塑料，全淀粉塑料具有可观的市场前景，是一种最有发展前途的产品。但其强度不足及耐水性差的不足，限制了其进一步应用的范围，研究表明，加入增强体形成热塑性淀粉复合材料，其耐水和力学性能可得到很好的改善。目前，主要的增强体有有机纤维和无机矿物两大类材料。

有机纤维密度小、比强度高、韧性好，是理想的增强材料，主要包括天然纤维棉、麻、甘蔗渣等，合成纤维和微/纳米纤维。目前，用合成纤维来增强热塑性淀粉塑料的例子比较少，主要因为多数合成纤维降解性能差，而热塑性淀粉本身是要取代传统石油塑料的应用，减少污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备合成纤维增强全降解淀粉塑料的方法。

主要内容是选择聚乙烯醇（PVA）纤维这种可降解的合成纤维，与可降解的增塑剂结合，通过双螺杆挤出机的塑化过程，制备聚乙烯醇纤维增强的全降解淀粉塑料粒料及其制品，添加量少，力学性能提高明显。

为达到上述目的，本发明采用的制备方法是：

⑴ 原料的预处理

方法一：按照每100重量份淀粉加入0.5-2重量份的聚乙烯醇纤维的比例加入聚乙烯醇纤维，通过高速分散机迅速混合分散均匀，再按照每100重量份淀粉加入15-25重量份的可降解增塑剂的比例加入可降解的增塑剂，再通过高速分散机混合分散均匀；

方法二：按照每100重量份淀粉加入15-25重量份的可降解的增塑剂的比例加入可降解的增塑剂，通过高速分散机混合均匀，再按照每100重量份淀粉加入0.5-2重量份的聚乙烯醇纤维的比例加入聚乙烯醇纤维，再通过高速分散机混合分散均匀；

⑵  纤维增强全降解淀粉塑料的制备

将混合料加入双螺杆挤出机塑化挤出，各区温度控制在105～120℃之间, 转速为150～200r/min, 挤出后冷却造粒，得纤维增强全降解淀粉塑料粒料。

所述的淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉。

所述可降解的增塑剂为甘油、乙二醇、葡萄糖和山梨醇中的一种或两种。

该粒料可用来制备各种全降解淀粉塑料制品，如塑料包装制品，一次性快餐盒及农用地膜等。

本发明所采用的聚乙烯醇( PVA)是一种常见的水溶性生物可降解的合成高分子，聚乙烯醇（PVA）纤维是以聚乙烯醇为主要原料，经过纺丝及后续处理后短切制成的合成纤维。该纤维具有强度高、模量高；纤维不粘连、分散性好；与淀粉基体的亲和性好；对人体和环境无毒无害等优点。此外，所使用的是可降解的增塑剂，因此，所制备的是一种全降解的淀粉塑料。

本发明提出使用聚乙烯醇（PVA）纤维这种可降解的合成纤维制备全降解的淀粉塑料，可使淀粉塑料力学性能（拉伸强度）提高明显（1-1.5倍）。目前，将其用作增强材料用于淀粉塑料领域还未见报道。

具体实施方式

 实施例1

该合成纤维增强全降解淀粉塑料是按照下列方法获得的：

称取100份玉米淀粉，加入0.5份的聚乙烯醇纤维，通过高速分散机迅速混合分散均匀，再加15份的增塑剂甘油，再通过高速分散机混合分散均匀；

将混合料加入双螺杆挤出机塑化挤出，各区温度分别控制在105，110，116，110℃，转速为150r/min, 挤出后冷却造粒，得纤维增强全降解淀粉塑料粒料。

实施例2

该合成纤维增强全降解淀粉塑料是按照下列方法获得的：

称取100份玉米淀粉，10份的增塑剂甘油，10份的增塑剂乙二醇，通过高速分散机迅速混合分散均匀，再加入1份的聚乙烯醇纤维，再通过高速分散机混合分散均匀；