[发明专利]一种己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于薄膜领域，具体涉及一种己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜及其制备方法。

背景技术

随着塑料工业的蓬勃发展，废旧塑料薄膜垃圾带来的环境污染也日趋严重，白色污染成为全球瞩目的环境问题。因此，人们必须要加大力度去开发生物可降解的塑料薄膜，治理塑料废弃物对环境所带来污染问题。

淀粉是一种来源丰富、价格低廉的天然高分子材料，也是一种取之不尽用之不竭的可再生资源，它能在多种环境条件下被生物降解，最终降解产物二氧化碳和水可以通过植物的光合作用再循环，不会对环境造成任何污染。因此，淀粉被广泛应用于可降解塑料薄膜的研究与产品开发，并且已经取得了重大的进展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合性能优良的己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜及其制备方法。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下技术方案：

一种己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜，其特征在于，首先通过粉碎、蒸汽爆破、热水提取、醇溶制备水稻秸秆纤维素；其次，制备乙酰化水稻秸秆纤维素；然后，将己内酯接枝在乙酰化水稻秸秆纤维素得到己内酯接枝纤维素；最后将玉米淀粉、己内酯接枝纤维素和聚己内酯混合糊化，交联，流延成膜，得到一种己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜。

所述的己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜，其特征在于，其由如下具体步骤制备而成：

（1）将水稻秸秆采用来水清洗干净，50-60℃低温烘干，粉碎机粉碎，过40-60目筛，50-60℃低温烘干，得到水稻秸秆粉，备用；将水稻秸秆粉于汽爆压力2.6-2.8MPa的条件下进行蒸汽爆破，保压时间80-100s，60-70℃真空干燥箱中干燥；将汽爆后的水稻秸秆每次采用3-5倍重量份70-80℃去离子水逆流提取3-4次，过滤；将滤饼用5-6倍重量份的70-75%的乙醇水溶液于150-160℃反应60-80min，过滤，50-60℃真空干燥箱中干燥，粉碎过筛，得到150-200目的颗粒，得到水稻秸秆纤维素；

（2）将水稻秸秆纤维素加入到10-12倍重量份的去离子水中，超声震荡20-30min，加入0.5-0.6倍重量份的乙酸酐和0.008-0.01倍重量份的催化剂，40-50℃恒温磁力搅拌50-60min，反应结束后离心洗涤至中性，50-60MPa下在高压均质机中进行均质处理，得乙酰化水稻秸秆纤维素；

（3）将乙酰化水稻秸秆纤维素加入到6-8倍重量份的N，N-二甲基乙酰胺中，加入0.4-0.5倍重量份的己内酯，置于70-75℃的恒温油浴锅中，混合搅拌至均匀，抽真空通氮气，升高温度至135-150℃，缓慢滴加0.04-0.06倍重量份的辛酸亚锡和甲苯以1：8-10的质量比混合配置的溶液，135-150℃继续恒温搅拌反应5-6h，降低温度至室温，加入3-4倍重量份的二氯甲烷，混合搅拌30-40min，倒入20-30倍重量份的甲醇中，搅拌10-15min，静置10-12h，抽滤，分别用无水乙醇和去离子水洗涤沉淀2-3次，60-70℃真空干燥箱中干燥，得到己内酯接枝的纤维素；

（4）将玉米淀粉、己内酯接枝的纤维素、聚己内酯和去离子水以1：0.08-0.1：0.15-0.2：10-12的质量比混合，超声震荡分散30-40min；加入乙酸山梨醇酯、硬脂酸酰胺，70-80℃下恒温磁力搅拌糊化50-60min，加入甘油，85-95℃继续恒温磁力搅拌100-120min，流延至PC树脂板上，静置15-20min，于80-85℃干燥3-3.5h，冷却到室温，揭膜，得到己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜。

所述的己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中催化剂的制备方法为：将吗啡啉、1，4-丁烷磺内酯和无水乙醇以1：0.8-0.9：4-5的质量比置于容器中混合，50-55℃恒温磁力搅拌4-5h，过滤，采用乙醚洗涤2-3次，干燥，得到1-烷基-3-(丁基-4-磺酸基)吗啉盐；将1-烷基-3-(丁基-4-磺酸基)吗啉盐置于容器中，边搅拌边缓慢滴加等质量的发烟硫酸，75-85℃恒温磁力搅拌5-6h，采用乙醚洗涤2-3次，旋蒸除去乙醚，得到催化剂。

所述的己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所使用的反应装置和甲苯都预先干燥处理。

所述的己内酯接枝水稻秸秆纤维素增强的淀粉薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（4）中玉米淀粉、乙酸山梨醇酯、硬脂酸酰胺和甘油的质量比为1：0.02-0.03：0.04-0.06：0.08-0.1。