[发明专利]一种纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料材料技术领域，尤其涉及一种纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料的制备方法。

背景技术

一次性塑料制品由于质量轻、价格低廉、使用便捷等优点被广泛应用于人们的日常生活中。普通一次性塑料制品的主要成分是聚乙烯等有机高分子材料，在自然环境中难以分解，导致严重的“白色污染”问题。随着科学的进步和人们环保意识的提高，可生物降解塑料的研究和开发已经受到越来越多的关注。

我国淀粉资源丰富、价格低廉，淀粉作为可完全生物降解的天然高分子材料，常用作生产可生物降解产品的原料。目前研究较多的淀粉基生物降解塑料体系是淀粉/聚乙烯醇体系，聚乙烯醇能提高可降解塑料的力学性能，并且具有能在环境中降解完全的特点，真正绿色环保。然而，淀粉/聚乙烯醇生物降解塑料的力学性能和耐水性能仍然较差，为满足实际使用的需求，仍需进一步改善。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种强度高、耐水性好的纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按重量称取原料，先将20-30份淀粉加入80-100份水中60-80℃加热糊化20-30min，然后加入5-10份纳米碳酸钙和3-5份硝酸钙溶液混合均匀，再缓慢加入磷酸氢二铵溶液使钙磷比为1.6-1.67，将pH调至10-11、温度调至40-60℃搅拌4-6h，然后缓慢加入0.3-0.5份硅烷偶联剂A-151与10-15份无水乙醇的混合液，升温至70-80℃继续搅拌4-6h，冷却后将pH调至中性，过滤、干燥后球磨粉碎均匀；

（2）将步骤（1）中所得物料与10-15份聚乙烯醇以及5-10份柠檬酸三丁酯、0.2-0.3份氧化剂以及0-0.5份颜料高速混合均匀后加入双螺杆挤出机熔融挤出，即得纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料。

所述淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或多种。

所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚。

所述硝酸钙溶液的浓度为0.1-0.3mol/L。

所述磷酸氢二铵溶液的浓度为0.1-0.3mol/L。

所述纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料的制备方法的制备方法中双螺杆挤出机分段控温各段温度分别为100℃，140℃，170℃，170℃，125℃，110℃。

一种纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料包装袋，所述纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料包装袋由上述制备方法制备得到的纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料经过吹塑成型得到。

本发明的优点是：

本发明先将淀粉与硝酸钙溶液、磷酸氢二铵溶液混合而对淀粉进行纳米羟基磷灰石原位包覆改性，然后加入硅烷偶联剂A-151的乙醇溶液，硅烷偶联剂A-151水解并接枝到纳米羟基磷灰石表面，对均匀包覆在淀粉表面的纳米羟基磷灰石进行原位疏水改性，从而得到改性淀粉。将该改性淀粉与聚乙烯醇等原料混合后熔融挤出制备可完全降解塑料，得到的产品可以在环境中完全降解，绿色环保，同时具有优良的强度和耐水性，抗老化、抗菌效果好，结实耐用，而且均一性好，可以用于制造各种塑料制品以及包装袋。

具体实施方式

一种纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量称取原料，先将20份淀粉加入80份水中60℃加热糊化20min，然后加入5份纳米碳酸钙和3份硝酸钙溶液混合均匀，再缓慢加入磷酸氢二铵溶液使钙磷比为1.67，将pH调至10、温度调至40℃搅拌4h，然后缓慢加入0.3份硅烷偶联剂A-151与10份无水乙醇的混合液，升温至70℃继续搅拌4h，冷却后将pH调至中性，过滤、干燥后球磨粉碎均匀；

（2）将步骤（1）中所得物料与10份聚乙烯醇以及5份柠檬酸三丁酯、0.2份氧化剂高速混合均匀后加入双螺杆挤出机熔融挤出，即得纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料。

所述淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或多种。

所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚。

所述硝酸钙溶液的浓度为0.1mol/L。

所述磷酸氢二铵溶液的浓度为0.1mol/L。

所述纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料的制备方法的制备方法中双螺杆挤出机分段控温各段温度分别为100℃，140℃，170℃，170℃，125℃，110℃。

一种纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料包装袋，所述纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料包装袋由上述制备方法制备得到的纳米改性淀粉聚乙烯醇可完全降解塑料经过吹塑成型得到。