[发明专利]一种基于改性淀粉增韧热塑性复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于改性淀粉增韧热塑性复合材料及制备方法。增韧热塑性复合材料包括：淀粉基接枝共聚物和热塑性树脂，淀粉基接枝共聚物为1～60重量份；热塑性树脂为聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚甲醛、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚苯醚、聚氨酯、聚丙烯中的至少一种；淀粉基接枝共聚物是由天然淀粉经改性后接枝烯类单体聚合形成。方法包括：组分按所述用量熔融共混后制得所述基于改性淀粉增韧热塑性复合材料。本发明利用淀粉接枝改性物增韧脆性塑料，既实现了乳化过程中无需乳化剂，也实现了无需添加增塑剂即可对热塑性复合材料塑化加工，同时生产效率高，成本低，工艺简单，性能可控。

技术领域

本发明涉及增韧热塑性材料领域，进一步地说，是涉及一种基于改性淀粉增韧热塑性复合材料及制备方法。

背景技术

自上世纪90年代中后期我国粮食连年丰收，国家粮食库存达到历史最高水平，据统计即使不考虑当年收购量，国有粮食企业现有库存也可以满足一年多的销售量。目前我国存在着大量的陈粮和陈化粮，这些粮食不能作为人类口粮，只能用于造纸等低价值、高污染行业。部分作物如木薯、葛根由于营养价值低也只能用于工业生产。淀粉具有可降解，价格低廉、来源丰富、易改性处理等优点，如果能将淀粉应用于材料方面，可以改善白色污染，降低材料成本，同时增加农产品附加值，提高农民收入，在减少污染，扩大可降解材料的发展，解决“三农”问题方面具有深远意义。

淀粉被认为是21世纪最具研究价值的生物降解高分子材料之一，目前淀粉基材料的研究已经从最初作为填料填充传统塑料(如PP、PE)发展到今天的全淀粉生物降解材料。但是淀粉基材料存在很多缺陷，主要是淀粉中大量羟基的存在造成了材料的机械性能呈现脆性并且受环境湿度影响大，严重限制了淀粉基材料的应用。现阶段的热塑性淀粉基材料，无法解决材料热塑，亲水性强，力学性能和增塑剂迁移这四个问题，因而热塑性淀粉基材料难以大规模应用。

塑料作为一种广泛应用的材料存在于当代社会中。塑料由于高分子链特征属性不同可以分为韧性塑料和脆性塑料，许多科学家对塑料增韧理论以及增韧方法进行了广泛的研究。例如，美国专利US4517319利用异氰酸聚氨酯增韧聚甲醛、欧洲专利EP120711利用二烯烃接枝聚合物增韧脆性塑料等。然而，增韧剂的来源途径不够环保。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种基于改性淀粉增韧热塑性复合材料及制备方法。本发明利用淀粉接枝改性物增韧脆性塑料，既实现了乳化过程中无需乳化剂，也实现了无需添加增塑剂即可对热塑性复合材料塑化加工，同时生产效率高，成本低，工艺简单，性能可控，适用于制备各种性能要求的热塑性材料。

本发明的目的之一是提供一种基于改性淀粉增韧热塑性复合材料。

包括：

淀粉基接枝共聚物和热塑性树脂，

按淀粉基接枝共聚物和热塑性树脂总重量份数计，淀粉基接枝共聚物1～60份，优选5～40份；

所述热塑性树脂为聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚甲醛、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚苯醚、聚氨酯、聚丙烯中的至少一种；

所述的淀粉基接枝共聚物是由天然淀粉经改性后接枝烯类单体聚合形成，包括以下成分：

改性淀粉100份，烯类单体50～200份，引发剂0.5～10份，水250～1000份；

所述改性淀粉的结构通式为：

其中St为淀粉分子，R基团为烷基(C_nH_2n+1)、烯基(C_nH_2n)、苯基(C_nH_n～1)中的至少一种，其中，n＝2～18；

所述烯类单体的结构通式为：