一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，由以下重量份的原料制備制成：干基玉米淀粉64?70、乙醇23?26、一氯乙酸11?15、二氧化硅14?16、環(huán)氧氯丙烷0.08?0.1、二甲基甲酰胺60?80、聚異丁烯4?5、白油3?4、乙?；瘷幟仕??4、海藻提取粉12?14、β?環(huán)糊精2?3、乙酰檸檬酸三丁酯2?3、納米凹凸棒土5?6、85%乙醇溶液適量、去離子水適量；本發(fā)明制備的薄膜既具有化學(xué)塑料薄膜的各種優(yōu)良性能，又具有顯著的透光性、全生物降解性能，對環(huán)境無污染，降解無殘留，值得推廣。
【專利說明】
一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)用地膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，地膜覆蓋技術(shù)在農(nóng)業(yè)中得到了廣泛推廣，應(yīng)用到了小麥、水稻、玉米、大豆、高粱、棉花等作物的種植中，增產(chǎn)效果明顯，由于現(xiàn)在大量使用的地膜是不可降解的高分子化合物，既不受微生物侵蝕，也不能自行分解。長此下去，必然會給后人帶來難以解決的污染危害。因此，研究可降解地膜逐漸受到重視。淀粉是自然界豐富的可再生資源，它無毒無害，可完全生物降解，然而較差的力學(xué)性能與防水性能卻限制了其應(yīng)用。其應(yīng)用受到限制。淀粉是一種可再生資源，不僅來源廣泛，價格低廉，且其制品在使用中具有優(yōu)異的環(huán)保性能，廢棄后能迅速降解，源于自然，回歸自然。但是，由于淀粉是一種強極性的結(jié)晶性物質(zhì)，分子內(nèi)與分子間存在著大量的氫鍵，一般條件下熱塑性差，難以加工成型，且所制得的產(chǎn)品存在著力學(xué)強度低、耐水性差和濕強度低等缺點，因此，如何提高淀粉材料的強度、韌性和防水性是淀粉類全生物降解材料能真正替代塑料原料的一個急需解決的問題。通過對淀粉改性，淀粉顆粒膨脹，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，結(jié)晶度降低，具有一定的分子柔順性，且成膜性好，與高分子樹脂的相容性提高，這樣大大的提高了淀粉地膜的性能，使其應(yīng)用范圍更廣。
[0003]《疏水化改性淀粉/PVA生物降解塑料地膜的研究》一文中，作者以玉米淀粉為原料，經(jīng)過羧甲基醚化、交聯(lián)雙改性，其中醚化溫度為74.44 °C，氫氧化鈉/淀粉的摩爾比值1.85,醚化時間2.33h，乙醇濃度為84.65%，交聯(lián)改性過程中，使用環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑，用量為0.05%，交聯(lián)時間為1.0h，氫氧化鈉用量為1.5%，然后得到熱塑性較強的交聯(lián)-羧甲基淀粉，再利用其與PVA共混，經(jīng)過交聯(lián)、增速、疏水化改性，膜的力學(xué)性能達到標準要求，吸水率大大降低，但是其綜合性能還達不到實際使用的需要，需要對其進一步改性滿足各種使用需求，以提高淀粉膜的機械性能、韌性、強度和其他屬性，擴大應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，由以下重量份的原料制備制成:干基玉米淀粉64-70、乙醇23-2—氣乙酸11-15、一■氧化娃14-16、環(huán)氧氣丙燒0.08-0.1、一■甲基甲醜胺60-80、聚異丁烯4-5、白油3-4、乙?；瘷幟仕?_4、海藻提取粉12_14、β-環(huán)糊精2_3、乙酰檸檬酸三丁酯2-3、納米凹凸棒土 5-6、85%乙醇溶液適量、去離子水適量。
[0006]所述一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，由以下具體步驟制備制成:
(I)將干基玉米淀粉和6-10倍量的氫氧化鈉混合均勻，轉(zhuǎn)到反應(yīng)釜中攪拌，轉(zhuǎn)速為80-lOOr/min，在35°C下攪拌反應(yīng)30min，將乙醇溶液和一氯乙酸混合均勻后，噴在淀粉表面繼續(xù)攪拌lOmin，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，然后用85%乙醇溶液洗滌上述改性淀粉并加入適量冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為7.0，抽濾，繼續(xù)用85%乙醇水溶液洗滌濾餅2-3次，然后在鼓風(fēng)干燥機中500C下干燥2-3h，粉碎、篩分過100目，得到羧甲基淀粉；
(2)將步驟(I)制備的羧甲基淀粉加到堿性溶液中調(diào)成粉漿，堿性溶液和羧甲基淀粉按照體積質(zhì)量比ml:gl.5-2:1混合，然后置于70-80°C的恒溫水浴鍋中不斷攪拌，將環(huán)氧氯丙烷溶解于適量堿液中，3-5min內(nèi)全部滴入淀粉乳中，反應(yīng)l-3h，反應(yīng)完畢后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的Ph值至6-7，靜置一段時間，洗滌，抽濾，置于干燥箱中在55°C干燥4h，制得交聯(lián)-羧甲基淀粉；
(3)將海藻提取粉與去離子水按照質(zhì)量比1:(8-11)混合后攪拌，加入β-環(huán)糊精，在70-90 0C下超聲攪拌30-50min，再將聚異丁稀和白油機械攪拌至混溶，將納米凹凸棒土加入繼續(xù)攪拌至完全分散，再將該混合物加到海藻提取粉溶液中，置于膠磨機中研磨20-30min，結(jié)束后置于真空干燥箱中干燥，冷卻后備用；
(4)將步驟(2)制備的產(chǎn)物配置成濃度為38-48g/L的淀粉乳，加入步驟(3)制備的產(chǎn)物在95-100°C下攪拌30-40min，攪拌結(jié)束后加入其余剩余物質(zhì)繼續(xù)攪拌50-60min，再將混合乳液轉(zhuǎn)移至均質(zhì)器18000r/min均質(zhì)5min，形成均勾的成膜液，然后將成膜液于0.09MPa真空度下脫氣20min，流延成膜即可。
[0007]所述一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，所述堿性溶液是由氫氧化鈉和氯化鈉按照質(zhì)量比2-3:1混合，然后用總重量3-4倍量的去離子水溶解攪拌均勻得到。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明利用玉米淀粉為原料，經(jīng)過羧甲基醚化、交聯(lián)雙改性，制得改性的玉米淀粉，大大的增加了淀粉的表面基團，分子間存在強的化學(xué)鍵合作用，對流動產(chǎn)生的粘性阻力增大，表觀黏度上升，阻礙了淀粉糊中直鏈分子間的重新排列和締合，增加了淀粉低溫分散系的保水性，大大減少了凝沉和凝膠傾向，并且提高了透光率和降低了親水性，滿足了農(nóng)作物對光照的要求，以及提高了成膜的優(yōu)良性和穩(wěn)定性，多糖是具有特殊的長鏈螺旋分子結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，成膜性能較好，阻氣性也優(yōu)良，阻濕性能較差，利用純生物海藻提取粉和聚異丁烯對凹凸棒土改性，使其在淀粉糊中分散性良好粘結(jié)力好，并能夠增強淀粉膜的強度和韌性，提高地膜的抗酸堿腐蝕和增塑的作用，本發(fā)明制備的薄膜既具有化學(xué)塑料薄膜的各種優(yōu)良性能，又具有顯著的透光性、全生物降解性能，對環(huán)境無污染，降解無殘留，值得推廣。
【具體實施方式】
[0009]—種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，由以下重量份(公斤)的原料制備制成:干基玉米淀粉64、乙醇23、一氯乙酸11、二氧化硅14、環(huán)氧氯丙烷0.08、二甲基甲酰胺60、聚異丁烯4、白油3、乙?；瘷幟仕?、海藻提取粉12、?3環(huán)糊精2、乙酰檸檬酸三丁酯2、納米凹凸棒土 5、85%乙醇溶液適量、去離子水適量。
[0010]所述一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，由以下具體步驟制備制成:
(I)將干基玉米淀粉和6倍量的氫氧化鈉混合均勻，轉(zhuǎn)到反應(yīng)釜中攪拌，轉(zhuǎn)速為SOr/
min，在35 V下攪拌反應(yīng)30min，將乙醇溶液和一氯乙酸混合均勻后，噴在淀粉表面繼續(xù)攪拌lOmin，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，然后用85%乙醇溶液洗滌上述改性淀粉并加入適量冰醋酸，調(diào)節(jié)PH為7.0，抽濾，繼續(xù)用85%乙醇水溶液洗滌濾餅2次，然后在鼓風(fēng)干燥機中50 °C下干燥2h，粉碎、篩分過100目，得到羧甲基淀粉；
(2)將步驟(I)制備的羧甲基淀粉加到堿性溶液中調(diào)成粉漿，堿性溶液和羧甲基淀粉按照體積質(zhì)量比ml:gl.5:1混合，然后置于70°C的恒溫水浴鍋中不斷攪拌，將環(huán)氧氯丙烷溶解于適量堿液中，3min內(nèi)全部滴入淀粉乳中，反應(yīng)lh，反應(yīng)完畢后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的ph值至6，靜置一段時間，洗滌，抽濾，置于干燥箱中在55°C干燥4h，制得交聯(lián)羧甲基淀粉；
(3)將海藻提取粉與去離子水按照質(zhì)量比1:(8)混合后攪拌，加入β環(huán)糊精，在70°C下超聲攪拌30min，再將聚異丁稀和白油機械攪拌至混溶，將納米凹凸棒土加入繼續(xù)攪拌至完全分散，再將該混合物加到海藻提取粉溶液中，置于膠磨機中研磨20min，結(jié)束后置于真空干燥箱中干燥，冷卻后備用；
(4)將步驟(2)制備的產(chǎn)物配置成濃度為38g/L的淀粉乳，加入步驟(3)制備的產(chǎn)物在950C下攪拌30min，攪拌結(jié)束后加入其余剩余物質(zhì)繼續(xù)攪拌50min，再將混合乳液轉(zhuǎn)移至均質(zhì)器18000r/min均質(zhì)5min，形成均勾的成膜液，然后將成膜液于0.09MPa真空度下脫氣20min，流延成膜即可。
[0011]所述一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，所述堿性溶液是由氫氧化鈉和氯化鈉按照質(zhì)量比2:1混合，然后用總重量3倍量的去離子水溶解攪拌均勻得到。
[0012]按照實施例的方法制備淀粉膜，對其進行性能測試，結(jié)果如下:
抗拉強度(MPa):55.2；斷裂伸長率(％): 348%;透光率(600nm，％):74.3；水蒸汽透過率(g.cm.cm—2.s-1.Pa-1):1.83 X 10—12 ；吸水率(％): 3.5。
【主權(quán)項】
1.一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成:干基玉米淀粉64-70、乙醇23-26、一氯乙酸11-15、二氧化硅14-16、環(huán)氧氯丙烷0.08-0.1、二甲基甲酰胺60-80、聚異丁烯4-5、白油3-4、乙?；瘷幟仕?-4、海藻提取粉12-14、β-環(huán)糊精2-3、乙酰檸檬酸三丁酯2-3、納米凹凸棒土 5-6、85%乙醇溶液適量、去離子水適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，其特征在于，由以下具體步驟制備制成: (1)將干基玉米淀粉和6-10倍量的氫氧化鈉混合均勻，轉(zhuǎn)到反應(yīng)釜中攪拌，轉(zhuǎn)速為80-lOOr/min，在35°C下攪拌反應(yīng)30min，將乙醇溶液和一氯乙酸混合均勻后，噴在淀粉表面繼續(xù)攪拌lOmin，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，然后用85%乙醇溶液洗滌上述改性淀粉并加入適量冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為7.0，抽濾，繼續(xù)用85%乙醇水溶液洗滌濾餅2-3次，然后在鼓風(fēng)干燥機中500C下干燥2-3h，粉碎、篩分過100目，得到羧甲基淀粉； (2)將步驟(I)制備的羧甲基淀粉加到堿性溶液中調(diào)成粉漿，堿性溶液和羧甲基淀粉按照體積質(zhì)量比ml:gl.5-2:1混合，然后置于70-80°C的恒溫水浴鍋中不斷攪拌，將環(huán)氧氯丙烷溶解于適量堿液中，3-5min內(nèi)全部滴入淀粉乳中，反應(yīng)l-3h，反應(yīng)完畢后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的Ph值至6-7，靜置一段時間，洗滌，抽濾，置于干燥箱中在55°C干燥4h，制得交聯(lián)-羧甲基淀粉； (3)將海藻提取粉與去離子水按照質(zhì)量比1:(8-11)混合后攪拌，加入β-環(huán)糊精，在70-90 0C下超聲攪拌30-50min，再將聚異丁稀和白油機械攪拌至混溶，將納米凹凸棒土加入繼續(xù)攪拌至完全分散，再將該混合物加到海藻提取粉溶液中，置于膠磨機中研磨20-30min，結(jié)束后置于真空干燥箱中干燥，冷卻后備用； (4)將步驟(2)制備的產(chǎn)物配置成濃度為38-48g/L的淀粉乳，加入步驟(3)制備的產(chǎn)物在95-100°C下攪拌30-40min，攪拌結(jié)束后加入其余剩余物質(zhì)繼續(xù)攪拌50-60min，再將混合乳液轉(zhuǎn)移至均質(zhì)器18000r/min均質(zhì)5min，形成均勾的成膜液，然后將成膜液于0.09MPa真空度下脫氣20min，流延成膜即可。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種全降解無殘留的環(huán)保型淀粉基復(fù)合地膜，其特征在于，所述堿性溶液是由氫氧化鈉和氯化鈉按照質(zhì)量比2-3:1混合，然后用總重量3-4倍量的去離子水溶解攪拌均勻得到。
【文檔編號】C08K5/11GK106084309SQ201610590311
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月25日 公開號201610590311.7, CN 106084309 A, CN 106084309A, CN 201610590311, CN-A-106084309, CN106084309 A, CN106084309A, CN201610590311, CN201610590311.7
【發(fā)明人】夏定勝, 馬萬征, 高祥, 謝樾
【申請人】安徽盛農(nóng)農(nóng)業(yè)集團有限公司