[发明专利]超临界流体制备热塑性淀粉可生物降解材料的方法及产品

说明书

本发明公开了一种超临界流体制备热塑性淀粉可生物降解材料的方法及产品。其包括下述步骤：①将淀粉、塑化剂和预塑化分散剂按质量比为1：0.2‑0.4：0.2‑1.2混合均匀，得淀粉混合液Ⅰ；②将疏水反应剂与淀粉混合液I混合均匀，得淀粉混合液II；③在超临界流体处理系统中，将淀粉混合液II混合反应制得淀粉凝胶化物；淀粉混合液II的投料量为0.16‑0.24kg/L；④将淀粉凝胶化物除去预塑化分散剂后即可。本发明可在淀粉凝胶化过程中加入改性剂进行一步改性反应，制备方法简单，制得的淀粉基可生物降解材料熔融加工流动性好，抗张强度保留率高，在长时间放置过程中具有较好的疏水性。

本申请要求申请日为2018年5月18日的中国专利申请CN2018104827967的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。

技术领域

本发明涉及一种超临界流体制备热塑性淀粉可生物降解材料的方法及产品。

背景技术

超临界流体(Supercritical fluids，SCF)为物质处于其临界温度和压力以上而形成的一种特殊状态流体。这种流体兼具气体和液体的性质，如扩散系数，密度大，粘度低，有良好传热和传质特性，在临界点附近其密度、介电常数及溶解性能等物性参数对温度和压力特别敏感。可根据反应和选择性的具体要求优选适宜的温度或压力。SCF较一般液体溶剂，在传导(Transport)性质有明显优势，其扩散系数比一般液体大近100倍，而具有很高的溶解和流动性。常用作SCF的物质有CO₂、H₂O、CH₄、CH₃OH、C₂H₅OH和NH₃等，其中最常用的SCF是超临界二氧化碳流体(Supercritical carbon dioxide fluid，scCO₂F)，因其CO₂来源广泛，具有较低的临界温度和压力，不易燃爆，价格便宜，便于回收。因scCO2F溶解能力可调节，对高聚物有很强的溶解膨润与扩散能力，具有良好的塑化作用，产物易纯化等优点，而广泛应用于萃取，作反应介质及发泡材料的生产等。

石油作为塑料生产的原料，具有价廉、质轻、易加工、耐用等诸多优点，而广泛应用于人们日常生活的各个方面。然而，塑料废弃物难降解及回收，平均约需700年才能将塑料瓶完全分解。因此，开发可再生材料已成为全球各国产学研的焦点。自然界广泛存在纤维素、甲壳质和淀粉等多聚糖类可再生材料，其中，淀粉来源最广泛，为最具发展前景的可再生材料。淀粉的玻璃化转变温度和分解温度十分接近，导致淀粉不具热塑成型加工特性；经高温、高压、添加塑化剂和机械剪切加工可制得热塑性淀粉(Thermoplastic starches，TPS)。但TPS存在许多缺点，如机械强度和耐水性差，这大大限制了其应用范围。为此，国内外学者为了提高热塑性淀粉的使用性质做了大量研究。