[发明专利]一种全生物降解淀粉基塑料母粒的制备方法

说明书

本发明提供了一种全生物降解淀粉基塑料母粒的制备方法，包括步骤：(1)将淀粉、物质A与润滑剂混合均匀得到淀粉助剂混合料，通过主喂料送入双螺杆挤出机中；淀粉与物质A的质量比为100:1～20；物质A为塑化剂，或者为塑化剂和助塑化剂的混合物；(2)使用密炼机对质量比为100:1～10:0.1～5的生物降解聚酯、多元醇和扩链剂进行密炼获得多羟基支化聚酯，将其通过单螺杆侧喂料送入双螺杆挤出机中与淀粉助剂混合料混合；(3)物料经双螺杆挤出机挤出后经拉条、风冷、切粒得到全生物降解淀粉基塑料母粒。本发明的制备方法简单，可以减少淀粉塑化所需的塑化剂，减少下游加工时生成的烟气，同时减少制品的膜面油腻感。

技术领域

本发明属于生物可降解聚酯材料加工技术领域，涉及一种全生物降解淀粉基塑料母粒的制备方法。

背景技术

随着电商、外卖和物流的兴起，一次性餐饮具、一次性包装膜袋的消耗量快速上升，白色污染日益严重。生物降解塑料越发重要，但是目前生物降解塑料的价格普遍偏高，严重制约了其大规模的推广。淀粉来源植物，有可再生、全降解、低价格的巨大优势，配合生物降解塑料一起使用，有着极大的应用前景。但是淀粉为多糖分子结构，含有大量羟基，羟基间形成大量分子间及分子内氢键，使其熔融温度高于分解温度，因此传统的淀粉塑化处理需要较多的塑化剂(如甘油或山梨醇等，使用总量占淀粉含量20％～30％)，使得下游使用时塑化剂析出。

为了减少塑化剂的使用量，一些现有技术使用变性淀粉，但是变性淀粉的成本大大高于原淀粉；一些现有技术使用改性淀粉，即在淀粉上引入接枝物将其变成疏水性的，进而提升其与聚酯的相容性减少塑化剂的使用量，如专利CN200610025008.9中使用过氧化物DCP对淀粉接枝马来酸酐，进而制得了全生物降解接枝淀粉母粒，但是马来酸酐的接枝需要使用过氧化物打开马来酸酐的双键产生自由基与被接枝物主链形成C-C键，但过氧化物也使被接枝物主链出现自由基，进而产生交联现象，淀粉或者降解树脂交联后，其降解性能下降，马来酸酐接枝过程还需要提纯去除未接枝的马来酸酐，进一步增加成本；还有一些现有技术在聚酯中引入接枝物(如PLA接枝马来酸酐)将其作为相容剂提高淀粉与聚酯的相容性，以达到减少塑化剂使用量的效果，如专利CN201910295859.2中使用马来酸酐接枝物POE--MA制备淀粉母粒，其同样存在上述问题。

因此，研究一种成本低、塑化剂的使用量小且无需使用过氧化物的全生物降解淀粉基塑料母粒的制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的解决现有技术中存在的问题，提供一种全生物降解淀粉基塑料母粒的制备方法，具体地，本发明通过将生物降解聚酯改性成为与淀粉相容性好的多羟基支化聚酯，再与淀粉共混生产出淀粉母粒，解决了现有技术存在的成本高、塑化剂使用量大、需要使用过氧化物的问题。

为达到上述目的，本发明的方案如下：

一种全生物降解淀粉基塑料母粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将淀粉、物质A与润滑剂(如不加入润滑剂淀粉会被热剪切降解或碳化)混合均匀得到淀粉助剂混合料，通过主喂料送入双螺杆挤出机中；淀粉与物质A的质量比为100:1～20；物质A为塑化剂，或者为塑化剂和助塑化剂的混合物；

(2)使用密炼机对质量比为100:1～10:0.1～5的生物降解聚酯、多元醇和扩链剂进行密炼获得多羟基支化聚酯(密炼过程中生物降解聚酯的端羟基通过扩链剂与多元醇连接形成末端带多羟基的生物降解聚酯，生物降解聚酯的多羟基末端能够与淀粉形成氢键，从而改善聚酯与淀粉的相容性)，将其通过单螺杆侧喂料送入双螺杆挤出机中与淀粉助剂混合料混合；其中，生物降解聚酯的水分含量小于500ppm；多元醇类接枝在聚酯上，使其不会析出造成加工吹膜时多烟、膜面多油；

(3)物料经双螺杆挤出机挤出后经拉条、风冷、切粒得到全生物降解淀粉基塑料母粒。