[发明专利]一种淀粉基塑料餐具及其制备方法

说明书

本发明涉及一种淀粉基塑料餐具及其制备方法。该方法包括：将干燥后的淀粉加入到溶剂中，加热溶解，冷却至室温得到淀粉溶液；在通入氮气保护条件下，将上述淀粉溶液加热至反应温度，滴加入乙酰乙酸叔丁酯，恒温反应，冷却至室温，提纯，真空干燥，得到乙酰乙酸淀粉酯；然后将乙酰乙酸淀粉酯加入挤出机中混合均匀，熔融挤出注入模具，冷却至室温即得样品。本发明提出的制备淀粉基塑料餐具的生产方法，工艺简单、操作安全、绿色环保，制备的淀粉基塑料餐具备优异的防水性、耐热性和良好的机械性能，是一种高质量的全降解环保产品。

技术领域

本发明属于可降解餐具制备领域，特别涉及一种淀粉基塑料餐具及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展，旅游和外卖行业的兴旺加速了一次性餐具的消耗。然而，大部分一次性塑料制品在完成其使用功能后即被丢弃，大多采取焚烧、填埋或倾倒的简单方式处理，回收利用率很低。除此以外，普通的一次性塑料餐具存在难以生物降解的弊端，带来了严重的环境污染，难以长久发展下去。随着绿色环保意识越来越强，世界各国开始加大对日常生活中一次性塑料餐具制品污染的关注。常见的植物纤维型和纸浆类纤维素基餐具在制备时大多需要碎浆、净化、成型、干燥、整型、切边等一系列复杂的工艺，制得的产品色泽外观和质量稳定性上有所欠缺，同时废水排放量较大。而聚乳酸类塑料餐具存在价格昂贵问题，市场接受度较低。

淀粉是一种由葡萄糖组成的多糖类高分子化合物，具备来源广泛、价格低廉、生物相容性好和易生物降解等特性。原淀粉由于成膜后韧性较差，弯折易脆断，受热不熔融，这给加工也带来一定的难度，制备的在使用时存在稳定性差的特点。除此以外，淀粉分子结构中含有大量的羟基，易对其进行可控改性，从而赋予其各种功能(X.Wang,L.Huang,C.Zhang,Y.Deng,P.Xie,L.Liu,J.Cheng,Carbohydrate Polymers 2020,240,116292.)。淀粉基绿色环保餐具的开发可降低环境污染，替代满足人类生活必需品的形势，具备良好的社会价值和深远的现实意义。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种淀粉基塑料餐具及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题是提供一种淀粉基塑料餐具的制备方法，本发明采用绿色环保，资源丰富、价格便宜的淀粉为原料制备酯化淀粉，采用熔融共混挤出的方法制备淀粉基塑料餐具。该淀粉基塑料餐具不仅具备良好的防水性能、耐热性，还具备良好的生物可降解性能；本发明提出的制备方法，工艺简单、原料丰富，适合大多数淀粉的改性，同时由于淀粉良好的生物相容性，所制备的淀粉塑料餐具在外卖、食品包装等领域中具备良好的应用前景。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的淀粉基塑料餐具的制备方法，包括如下步骤：

(1)将淀粉真空干燥，然后加入溶剂中加热溶解，溶解均匀，冷却至室温，得到淀粉溶液；

(2)在通入氮气保护的条件下，将淀粉溶液加热至反应温度，滴加乙酰乙酸叔丁酯，进行恒温反应，冷却至室温，得到反应产物，提纯，真空干燥，得到乙酰乙酸淀粉酯；

(3)将步骤(2)所述乙酰乙酸淀粉酯加入挤出机中混合均匀，熔融共混挤出注入模具中，冷却至室温，得到所述淀粉基塑料餐具。

进一步地，步骤(1)所述真空干燥的温度为60-80℃，真空干燥的时间为12-24h。

进一步地，步骤(1)所述淀粉为玉米淀粉、糯米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、大麦淀粉、橡子淀粉、西谷淀粉、甘薯淀粉、高直链淀粉、豌豆淀粉中的一种；所述溶剂为二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/氯化锂体系、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、吡啶、四氯化碳、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺溴盐中的一种以上。