[发明专利]一种辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒及其薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及塑料，特别涉及一种辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒及其薄膜。

背景技术

塑料制品具有重量轻、机械性能好、耐水、耐化学腐蚀、外观美观、制造及安装方便以及价格低廉等优点，被广泛的应用到工业、农业、医药化工、国防及人们生产和日常生活的各个领域。2012年，我国塑料制品累计总产量5830万T以上，居世界第二位。

然而，大量废弃塑料制品的不可降解性，给人类的生存环境带来了巨大的困扰。一)目前塑料废弃物的处理主要采用回收、焚烧、掩埋等方式。对于回收处理方式，以目前的科技水平仅有25％的塑料废弃物可以被回收。对于塑料废弃物而言，回收处理的费用很高，而回收产品的性能较低，使用价值不高。对于焚烧处理，会产生大量的有害气体，对环境造成极大的污染，目前已经禁止该处理方式。对于填埋处理，既占用土地，又不会对塑料的降解产生实质性帮助。我国每年产生约500万吨的塑料垃圾，除了30％左右由个体业主自发回收利用，其余大部分进行卫生填埋或随意堆放，造成大量的资源浪费和环境污染。二)塑料制品中含有增塑剂邻苯二甲醛酯类化合物。该化合物具有低水溶性、高脂溶性和生物积累性。残弃的塑料制品经长时间浸沥会缓慢的释放出该类化合物，对水源、土壤造成毒害。同时，塑料制品的大量使用还加速了石油能源的消耗。众所周知，石油是一种不可再生资源，大量的消耗必将导致石油能源的枯竭。据报道全球石油储量约800亿吨，而全球每年的石油消耗量超过30亿吨，如此下去，数十年后，高分子塑料工业将面临原料匮乏的困境。

淀粉具有可循环再生性、来源广泛、价格低廉、降解性能优良等优点，成为一种理想的塑料替代品。第一代淀粉塑料是淀粉填充型塑料。该类塑料中淀粉含量在10％～30％之间，淀粉降解后塑料崩解成碎片残留在自然环境中。该类塑料可缓解高分子塑料造成的白色污染，但不能从根本上解决白色污染问题；第二代淀粉塑料为淀粉共混型塑料。该类塑料中淀粉含量提高到30％～70％，混合物中含有难降解的聚烯烃，也有能较快降解的乙烯／乙烯醇、乙烯／丙烯酸和乙烯／醋酸乙烯酯共聚物等。这类产品在力学性能、加工性能和降解性能方面结合的非常好。但由于淀粉与树脂的相容性差，导致淀粉很难在料样中混合均匀。淀粉与树脂之间的增容问题，是第二代淀粉塑料需要解决的问题。但是，在淀粉的变性、聚乙烯醇的改性会发生氨化、醚化或酯化等反应，引入无法降解的高分子链，增加了另外的安全隐患。第三代淀粉塑料为全降解淀粉塑料。该类塑料中淀粉的含量在90％以上，通过干法剪切塑化、直接挤出得到。但是，这种全淀粉塑料的制备工艺与目前常规的塑料生产设备不兼容。

干法剪切塑化、挤出造粒工艺是目前塑料母粒的常规制备工艺。但是，以淀粉为主体材料制备塑料母粒时，存在造粒难的问题。1、淀粉的力学性能差。塑化后熔融态的淀粉力学性能很差，造粒时很难拉成条。2、淀粉的吸湿性强。造粒拉条过程中，必须使用风冷，不能使用水冷。同时，淀粉在风冷拉条过程中会不断吸收空气的水份，容易导致切粒机的刀口堵塞。3、熔融态淀粉的粘度大，易于黏附在造粒机的模头，堵住滤网，损坏吹膜机。4、造粒后的淀粉依然具有很强的吸湿性，需要保存在干燥皿中，增加后续处理的困难。目前为了解决上述问题，采用对淀粉进行改性，在淀粉表面增加疏水基团，降低淀粉的吸湿性。

淀粉的改性有如下几种方法：1)利用淀粉颗粒的多羟基，在其表面偶联一层疏水层。硅烷类偶联剂和铝酸酯偶联剂是最常用的两种偶联剂。硅烷类偶联剂多有神经毒性和腐蚀性，铝酸酯偶联剂无毒，但增加了粉料的粘性，增加了后期制备工艺的难度。2)纳米二氧化硅淀粉改性细化淀粉。纳米二氧化硅比较昂贵。细化到300目的淀粉，1、增加了成本；2、需要防止细化淀粉的团聚；3、细化淀粉更易吸水。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足或缺陷，本发明提供一种辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒及其薄膜。

一种辐照玉米淀粉基的生物降解颗粒，包括，以重量份数计，100份辐照玉米淀粉、10-30份塑化剂、5-15份增强剂、0.5-2份交联剂、和0.01-1份开口剂。

可选的，所述辐照玉米淀粉为经⁶⁰Co-γ射线辐照后的玉米淀粉。

可选的，所述塑化剂包括：甘油、三乙醇胺、或尿素。

可选的，所述增强剂包括：聚乙烯醇或聚己内酯。

可选的，所述交联剂包括：戊二醛、多聚甲醛、或乙二醛。

可选的，所述开口剂包括：硬脂酸或液体石蜡。

可选的，所述⁶⁰Co-γ射线辐照的辐照剂量为10-80kGy。