[发明专利]一种高强高韧热塑性淀粉材料及其制备方法

说明书

本发明涉及可降解高分子材料领域，具体涉及一种高强高韧热塑性淀粉材料及其制备方法，其中，一种高强高韧热塑性淀粉材料，以重量份数计，包括以下组分：普通淀粉40‑50份、羧基化微晶纤维素3‑20份、交联淀粉8‑10份、增塑剂8‑10份、抗菌母粒3‑10份以及润滑剂0.2‑0.4份；所述羧基化微晶纤维素由微晶纤维素经过TEMPO/NaClO/NaBr氧化体系制得；所述交联淀粉由普通淀粉经过乳化、酸糊化、氧化、碱糊化、交联、干燥后制得。本发明的高强高韧热塑性淀粉材料具有高强、高韧性、可降解性以及加工性能好的效果。

技术领域

本发明涉及可降解高分子材料领域，更具体的说，它涉及一种高强高韧热塑性淀粉材料及其制备方法。

背景技术

热塑性淀粉的英文名称为Thermoplastic starch或ThermoplasticallyProcessible Starch，简称为TPS，是一种来源广泛、可降解的环保材料。热塑性淀粉是将淀粉与甘油、乙二醇等增塑剂在高温、机械剪切的条件下共混，此时淀粉分子间的氢键作用被削弱，因增塑剂中含有羟基、氨基、酰胺基等基团，可以和淀粉分子中的羟基形成新的氢键，阻碍淀粉的重结晶，降低淀粉的结晶度，使其具有可塑性。由于热塑性淀粉材料具有优良的生物降解性、水汽透过性以及易与其它材料复合等优点，因此可制成应用于食品、医药卫生、农业等行业的包装材料，例如薄膜、包装袋、容器和缓冲材料等。

由于热塑性淀粉的耐水性能和力学性能较差，限制了其应用范围，因此近年来，对热塑性淀粉的力学性能的增强研究成为该领域的热点。目前，对热塑性淀粉的增强方式为采用增强体与热塑性淀粉进行共混，增强体可以分为天然纤维、合成纤维、微/纳米纤维、无机矿物材料等。现有技术中，申请公布号为CN109400965A的专利申请文件，公开了一种路用木质纤维改性热塑性淀粉的制备方法，将淀粉、增塑剂和路用木质纤维按照重量比100：20-40：10-100混合均匀得到混合物，混合物在混炼设备中于110-160℃下熔融共混即可得到路用木质纤维改性热塑性淀粉。

天然纤维素纤维作为一种植物纤维，可以作为热塑性淀粉的强化剂，通过天然高分子材料与热塑性塑料共混，可以改善热塑性淀粉的机械性能，使其拉伸强度、弹性模量明显增强；但是随着纤维的添加量增加，纤维在淀粉中分散性逐渐变差，容易出现共混体系各组分分布不均且加工时黏度过高的情况，影响着热塑性淀粉的加工性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种高强高韧热塑性淀粉材料，其具有强度高、韧性好、生物降解率高以及加工性能好的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种高强高韧热塑性淀粉材料的制备方法，其具有操作简单、生产效率高的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种高强高韧热塑性淀粉材料，以重量份数计，包括以下组分：普通淀粉40-50份、羧基化微晶纤维素3-20份、交联淀粉8-10份、增塑剂8-10份、抗菌母粒3-10份以及润滑剂0.2-0.4份；

所述羧基化微晶纤维素由微晶纤维素经过TEMPO/NaClO/NaBr氧化体系制得；

所述交联淀粉由普通淀粉经过乳化、酸糊化、氧化、碱糊化、交联、干燥后制得。

通过采用上述技术方案，本发明的高强高韧热塑性淀粉材料由普通淀粉、交联淀粉、羧基化微晶纤维素、增塑剂以及润滑剂组成，相较于普通淀粉，交联淀粉经过交联处理后，其力学强度、热稳定性明显增强，将其与普通淀粉共混，可以改善普通淀粉力学强度低的缺陷。