專利名稱：：熱塑性淀粉塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種塑料，尤指一種熱塑性淀粉塑料。
背景技術(shù)：
：不可降解塑料制品不僅在繼續(xù)消耗著不可再生資源——石油，也嚴重污染著我們的生存環(huán)境。發(fā)展生產(chǎn)非石油基聚合物，發(fā)展生物降解塑料，已成為社會關(guān)注和業(yè)內(nèi)技術(shù)攻關(guān)的熱門課題。生物降解塑料，是指在一定條件下，在能分泌酵素的微生物(如真菌、霉菌)作用下可完全生物降解的高分子材料，它可分為生物破壞性塑料和完全生物降解塑料。雖然，我國重視生物降解塑料產(chǎn)品的開發(fā)，但依然以生產(chǎn)W(淀粉)=7%30%淀粉填充塑料為主，這種淀粉填充塑料屬于生物破壞塑料，它只能使其中的淀粉降解，而其中的PE、PVC等不能降解，一直會殘留在土壤中，日積月累，仍然會對環(huán)境造成污染。由此，人們開始關(guān)注完全生物降解塑料。完全生物降解塑料，分為化學(xué)合成型(如聚乙內(nèi)酯、聚乳酸PLA、聚2-羥基、丁酸脂)和天然高分子型(如淀粉、纖維素、甲殼素)。通過化學(xué)合成方法生產(chǎn)的降解塑料，由于工藝復(fù)雜、成本高、普及難度大，限制了其發(fā)展；而用天然高分子原料生產(chǎn)的降解塑料，其中淀粉原料來源豐富，它不僅是取之不盡的再生資源，而且具有完全的生物降解性質(zhì)。其中的全淀粉塑料不僅在使用中能完全生物降解，最終生成二氧化碳和水，不會污染環(huán)境，而且成本很低，因此，淀粉降解塑料成為國內(nèi)外生物降解研究發(fā)展的重要方向。但是淀粉降解塑料在技術(shù)方面存在著如下要解決的問題1、工藝復(fù)雜，對淀粉進行直鏈和支鏈分離方面就顯示出工藝的繁復(fù)性，這也是影響成本的一個原因。2、降解性能。現(xiàn)階段生產(chǎn)的完全降解塑料的降解速度低于堆積速度。3、使用性能?，F(xiàn)階段生產(chǎn)的完全降解塑料與現(xiàn)在的普通塑料相比，其耐熱性和耐水性差，物理強度不夠，僅適于生產(chǎn)一次性使用的產(chǎn)品，淀粉降解塑料的濕強度差，遇水后，力學(xué)性能大大降低；為了提高產(chǎn)品的物理性能，必要加大產(chǎn)品單位質(zhì)量。4、價格。因生產(chǎn)工藝、配方、產(chǎn)品單位質(zhì)量等原因，導(dǎo)致產(chǎn)品成本的上升，其價格與現(xiàn)行普通塑料價格相比，要高于普通塑料38倍，是影響環(huán)保型塑料產(chǎn)品進入市場的主要障礙。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是要通過改變組分和配比及生產(chǎn)工藝，提供一種生產(chǎn)工藝簡單、成本較低的熱塑性淀粉塑料。生產(chǎn)的熱塑性淀粉塑料不僅具有100%的降解性能和使用性能，而且具有與普通塑料接近的成本，為普及完全降解塑料創(chuàng)造條件。為實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案本發(fā)明各組分和重量份數(shù)如下淀粉100120馬來酸酐(相容劑l)24過氧化叔丁基(引發(fā)劑)0.020.05馬來酸二辛酯(相容劑2)15一次增塑劑1025二次增塑劑9.523.5戊二醛(交聯(lián)劑)0.51水1520所述的增塑劑為甘油、乙二醇、山梨醇、聚乙二醇、丙三醇、丙本發(fā)明組分和擇優(yōu)重量份數(shù)如下淀粉110馬來酸酐(相容劑l)3過氧化叔丁基(引發(fā)劑)0.035馬來酸二辛酯(相容劑2)3一次增塑劑17.5二次增塑劑16.5戊二醛(交聯(lián)劑)0.75水17.5本發(fā)明的制備方法及生產(chǎn)工藝首先按照組分和重量份數(shù)計量出淀粉、一次增塑劑、馬來酸酐(相容劑l)、過氧化叔丁基(引發(fā)劑)和馬來酸二辛酯(相容劑2)的然后按照重量份數(shù)計量出水的重量，并將水與混合物料添加入擠出機，通過擠出機進行擠壓反應(yīng)，期間的各區(qū)間溫度控制范圍在140。C16(TC之間，然后將經(jīng)過擠壓反應(yīng)后的物料擠出，冷卻后切粒，得到熱塑性淀粉母粒；再將熱塑性淀粉母粒與按重量份數(shù)計量的二次增塑劑、交聯(lián)劑，通過高速混煉機攪拌混合，得母?；旌狭希焕^而將母?；旌狭贤ㄟ^擠出機進行擠壓反應(yīng)，各段溫度控制在16(TC17(TC之間，再將擠壓反應(yīng)后的物料擠出，最后，將擠出的物料經(jīng)冷卻后，進行切粒，獲得熱塑性淀粉塑料，經(jīng)篩選分類后，進行包裝。混合物料經(jīng)過高溫熔融，在DSC示差掃描熱分析中，出現(xiàn)了明顯的熔融吸熱峰，說明淀粉分子之間的氫鍵作用被削弱破壞，分子鏈熱運動加劇，擴散力提高，材料的玻璃化溫度降低，實現(xiàn)了分解前的微晶熔融。淀粉分子由雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)線團結(jié)構(gòu)，從而使淀粉具有熱塑加工性，利用高相對分子質(zhì)量的增塑劑和低相對分子質(zhì)量的增塑劑混合增塑有利于提高制品的力學(xué)性能，薄膜的機械性能較好。交聯(lián)劑能夠降低薄膜的吸水率。本發(fā)明原料成本低廉，供貨容易；生產(chǎn)工藝簡單，并且不需要對淀粉進行特殊的直鏈淀粉提?。辉仙a(chǎn)可沿用傳統(tǒng)的塑料加工設(shè)備；生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染；生產(chǎn)的熱塑性淀粉塑料具有100%的降解性質(zhì)，降解速度低于堆積速度；熱塑性淀粉塑料的耐熱性和耐水性大幅提高，物理性能得到明顯改善；生產(chǎn)綜合成本接近普通塑料成本，為完全降解塑料的普及創(chuàng)造了條件。圖l為本發(fā)明生產(chǎn)工藝方框圖。具體實施方案實施例1。本發(fā)明的制備方法及生產(chǎn)工藝，如圖l所示首先按照組分和重量份數(shù)計量出淀粉U0Kg、甘油(一次增塑劑)17.5Kg、馬來酸酐(相容劑1)20Kg、過氧化叔丁基(引發(fā)劑)0.035Kg和馬來酸二辛酯(相容劑2)3Kg的重量，并通過高速混煉機進行混合攪拌，得混合物料；然后按照重量份數(shù)計量出水的重量，并將17.5Kg的水與混合物料添加入擠出機，通過擠出機進行擠壓反應(yīng)，期間的各區(qū)間溫度控制范圍在14(TC16(TC之間，然后將經(jīng)過擠壓反應(yīng)，能夠取得很好的接枝效果，擠壓反應(yīng)后的物料擠出，冷卻切粒，得到熱塑性淀粉母粒;再將全部熱塑性淀粉母粒與按重量份數(shù)計量的甘油(二次增塑劑)16.5Kg和戊二醛0.75Kg通過高速混煉機攪拌，得母?；旌狭希焕^而將母?；旌狭贤ㄟ^擠出機進行擠壓反應(yīng)，各段溫度控制在160。C17(TC之間，再將擠壓反應(yīng)后的物料擠出，最后，將擠出的物料經(jīng)冷卻后，進行切粒，獲得熱塑性淀粉塑料，經(jīng)篩選分類后，進行包裝。混合物料經(jīng)過高溫熔融，在DSC示差掃描熱分析中，出現(xiàn)了明顯的熔融吸熱峰，說明淀粉分子之間的氫鍵作用被削弱破壞，分子鏈熱運動加劇，擴散力提高，材料的玻璃化溫度降低，實現(xiàn)了分解前的微晶熔融。淀粉分子由雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)線團結(jié)構(gòu)，從而使淀粉具有熱塑加工性，利用高相對分子質(zhì)量的增塑劑和低相對分子質(zhì)量的增塑劑混合增塑有利于提高制品的力學(xué)性能，薄膜的機械性能較好。交聯(lián)劑能夠降低薄膜的吸水率。實施例2。其制備方法及生產(chǎn)工藝，如圖l所示首先按照組分和重量份數(shù)計量出淀粉120Kg、乙二醇(一次增塑劑)20Kg、馬來酸酐(相容劑1)10Kg、過氧化叔丁基(引發(fā)劑)0.02Kg和馬來酸二辛酯(相容劑2)1Kg的重量，并通過高速混煉機進行混合攪拌，得混合物料；然后按照重量份數(shù)計量出水的重量，并將17.5Kg的水與混合物料添加入擠出機，通過擠出機進行擠壓反應(yīng)，期間的各區(qū)間溫度控制范圍在14(TC16(TC之間，然后將經(jīng)過擠壓反應(yīng)，能夠取得很好的接枝效果，擠壓反應(yīng)后的物料擠出，冷卻切粒，得到熱塑性淀粉母粒；再將全部熱塑性淀粉母粒與按重量份數(shù)計量的乙二醇19Kg和戊二醛0.5Kg，通過高速混煉機攪拌，得母?；旌狭?；繼而將母粒混合料通過擠出機進行擠壓反應(yīng)，各段溫度控制在160。C17(TC之間，再將擠壓反應(yīng)后的物料擠出，最后，將擠出的物料經(jīng)冷卻后，進行切粒，獲得熱塑性淀粉塑料，經(jīng)篩選分類后，進行包裝。所述的增塑劑為甘油、乙二醇、山梨醇、聚乙二醇、丙三醇、丙二醇或聚酯酰胺。利用本發(fā)明試制的熱塑性淀粉塑料生產(chǎn)薄膜的各項性能指標基本能達到應(yīng)用傳統(tǒng)塑料的性能指標:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種熱塑性淀粉塑料，其特征在于其制備各組分和重量份數(shù)如下淀粉100～120馬來酸酐2～4過氧化叔丁基0.02～0.05馬來酸二辛酯1～5一次增塑劑10～25二次增塑劑9.5～23.5戊二醛0.5～1水15～20。2、如權(quán)利要求1所述的熱塑性淀粉塑料，其特征在于:其制備各組分和擇優(yōu)重量份數(shù)如下淀粉馬來酸酐過氧化叔丁基馬來酸二辛酯一次增塑劑二次增塑劑戊二醛11030.035317.516.50.75水17.5。3、如權(quán)利要求1或2所述的熱塑性淀粉塑料，其特征在于所述的一次增塑劑和二次增塑劑為甘油、乙二醇、山梨醇、聚乙二醇、丙三醇、丙二醇或檸檬酸。4、如權(quán)利要求1所述的熱塑性淀粉塑料，其特征在于它的制備方法和生產(chǎn)工藝如下首先按照組分和重量份數(shù)分別計量出淀粉、一次增塑劑、馬來酸酐(相容劑l)、過氧化叔丁基(引發(fā)劑)和馬來酸二辛酯(相容劑2)的重量，并通過高速混煉機進行混合攪拌，得混合物料；然后按照重量份數(shù)計量出水的重量，并將水與混合物料添加入擠出機，通過擠出機進行擠壓反應(yīng)，期間的各區(qū)間溫度控制范圍在140。C16(TC之間，然后將經(jīng)過擠壓反應(yīng)后的物料擠出，冷卻后切粒，得到熱塑性淀粉母粒；再將熱塑性淀粉母粒與按重量份數(shù)計量的二次增塑劑和戊二醛，通過高速混煉M^攪拌混合，得母?；旌狭希焕^而將母?；旌狭贤ㄟ^擠出機進行擠壓反應(yīng)，各段溫度控制在16(TC17(TC之間，再將擠壓反應(yīng)后的物料擠出，最后，將擠出的物料經(jīng)冷卻后，進行切粒，獲得熱塑性淀粉塑料，經(jīng)篩選分類后，進行包裝。全文摘要一種熱塑性淀粉塑料，它的制備組分、重量份數(shù)及生產(chǎn)工藝如下首先取淀粉110Kg、一次增塑劑17.5Kg、馬來酸酐3Kg、過氧化叔丁基0.035Kg和馬來酸二辛酯3Kg的重量，混合攪拌；然后將水和混合物料一同進行擠壓反應(yīng)，溫度范圍為140℃～160℃；經(jīng)冷卻后得到母粒；再將全部母粒與按重量份數(shù)取二次增塑劑16.5Kg、戊二醛0.75Kg，通過高速混煉機攪拌，繼而進行擠壓反應(yīng)，最后，將擠出的物料經(jīng)冷卻后，進行切粒，獲得熱塑性淀粉塑料。與同類產(chǎn)品相比，本發(fā)明原料成本低廉，生產(chǎn)工藝簡單，并且不需要對淀粉進行特殊的直鏈淀粉提??；降解速度低于堆積速度；耐熱性、耐水性、物理性能有明顯改善；綜合成本接近普通塑料成本；為完全降解塑料的普及創(chuàng)造了條件。文檔編號C08K5/07GK101302321SQ20081011004公開日2008年11月12日申請日期2008年5月30日優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日發(fā)明者任艷麗,成劉,李新發(fā),田鳳英,陳金周申請人:平頂山華邦工程塑料有限公司