專利名稱：：一種熱塑改性淀粉材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于生物質(zhì)環(huán)境友好材料領(lǐng)域，公開了一種熱塑改性淀粉材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著石油資源的日益枯竭和石油價(jià)格的不斷攀升，以石油為原料的塑料工業(yè)面臨著原料耗盡和成本增加的巨大壓力，加上白色污染對(duì)環(huán)境的危害日益顯著，所以使生物質(zhì)為原料的可降解材料成為了大家研究的熱點(diǎn)。淀粉作為一種天然高分子材料，由于其來源廣泛、價(jià)格低廉、可資源再生且再生周期短等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的生物降解材料之一。但淀粉分子鏈中含有大量的羥基，而且在結(jié)構(gòu)單元內(nèi)和相鄰結(jié)構(gòu)單元間有苷鍵存在，形成了大量的分子內(nèi)、分子間氫鍵，而氫鍵對(duì)熱塑性淀粉的加工成型、力學(xué)性能和回生等性能有決定性的作用，制備熱塑性淀粉需要破壞或削弱淀粉中的氫鍵以降低淀粉分子間作用力，打破其現(xiàn)有晶型結(jié)構(gòu)，使其分子結(jié)構(gòu)無序化，玻璃化溫度降低從而實(shí)現(xiàn)淀粉材料的熱塑加工性能。另外，大量羥基的存在使得淀粉吸水性很強(qiáng)。目前國內(nèi)外對(duì)淀粉熱塑材料的研究很多，但一般的全淀粉熱塑材料均未從根本上解決其吸水性的問題，并且由于全淀粉塑料力學(xué)性能和耐候性均較差，從而使得淀粉熱塑材料很難推廣應(yīng)用。因而需要通過添加增塑劑或與其它合成高分子熱塑材料共混來解決淀粉熱塑成型難的問題，這在很大程度上限制了淀粉熱塑材料大規(guī)模的生產(chǎn)，推廣和應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施例的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種疏水、熱塑加工性能好，且可控降解的熱塑改性淀粉材料。本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)目的是提供熱塑改性淀粉材料的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案是一種熱塑改性淀粉材料的配方，包括以下重量份的原料淀粉510份，引發(fā)劑0.010.7份，熱塑性單體18份，蒸餾水50100份。本發(fā)明實(shí)施例更優(yōu)選的技術(shù)方案是一種熱塑改性淀粉材料的配方，包括以下重量份的原料淀粉810份，引發(fā)劑0.010.5份，熱塑性單體18份，蒸餾水80100份。所述淀粉選自玉米淀粉、木薯淀粉、小麥淀粉和紅薯淀粉中的一種或兩種以上。所述引發(fā)劑選自二硫化碳、雙氧水、高錳酸鉀、過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的一種或兩種。所述熱塑性單體選自苯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯中的一種或兩種以上。本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)技術(shù)方案是提供熱塑改性淀粉材料的制備方法包括以下3的步驟取淀粉和蒸餾水加入反應(yīng)釜中，708(TC下攪拌2040分鐘，以溶脹充分，然后降溫至6575°C，加入引發(fā)劑反應(yīng)515分鐘，然后加入熱塑性單體并同時(shí)給反應(yīng)釜中通入N2反應(yīng)24小時(shí)，然后通過低溫噴霧干燥即得熱塑改性淀粉材料。本發(fā)明實(shí)施例還提供按照熱塑改性淀粉材料的制備方法制備得到的熱塑改性淀粉材料。本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是通過接枝共聚改性淀粉，使其分子鏈中的羥基被取代而減少，并且被屏蔽，同時(shí)淀粉相對(duì)分子量增大，分子形狀由緊密巻曲型轉(zhuǎn)化為線形高聚物，分子晶型被破壞而成無定型態(tài)，玻璃化溫度降低，從而使得淀粉具有優(yōu)良的疏水性能和熱塑性能。本發(fā)明實(shí)施例將淀粉具有的一系列優(yōu)良屬性，如生物降解、吸附緩釋、土壤改良等，在接枝共聚中得以再現(xiàn)和疊加。接枝共聚改性后的淀粉熱塑材料加工性能良好，在擠塑、吹塑、注塑和發(fā)泡過程中具有優(yōu)良的熱塑性能、力學(xué)性能、抗溶脹性能、在自然環(huán)境(光、熱、微生物)條件下能完全降解，其降解誘導(dǎo)期能夠控制，是一種具有很大發(fā)展?jié)摿Φ男滦途G色多功能材料?？蓮V泛的用于汽車內(nèi)飾材料、地膜、建筑材料、包裝和環(huán)保等生產(chǎn)加工領(lǐng)域。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中未改性淀粉的偏光顯微鏡照片圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例改性后淀粉的偏光顯微鏡照片圖；參見圖1和圖2，從改性前后淀粉的晶型變化可以看出，改性后淀粉的分子晶型被破壞而成無定型態(tài)，如圖2所示。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1按照下述重量稱取原料(千克)玉米淀粉8，雙氧水0.2，二硫化碳0.05，乙酸乙烯酯4，蒸餾水88;淀粉選用工業(yè)級(jí)玉米淀粉。制備熱塑改性淀粉材料的方法取玉米淀粉8千克，蒸餾水88千克放入反應(yīng)釜中8(TC下攪拌30min，以溶脹充分，然后降溫至7(TC，再加入0.2千克H202和0.05千克二硫化碳作為引發(fā)劑反應(yīng)10分鐘，然后加入乙酸乙烯酯4千克并同時(shí)給反應(yīng)釜內(nèi)通入N2保護(hù)至反應(yīng)完成，反應(yīng)4小時(shí)，然后通過現(xiàn)有的低溫噴霧干燥即得熱塑改性淀粉材料。實(shí)施例2按照下述重量稱取原料(千克)木薯淀粉5，小麥淀粉5，高錳酸鉀0.5，苯乙烯3，丙烯腈3，丙烯酰胺4，蒸餾水80。淀粉選用工業(yè)級(jí)木薯淀粉和小麥淀粉。制備熱塑改性淀粉材料的方法取木薯淀粉5千克、小麥淀粉5千克和蒸餾水80千克放入反應(yīng)釜中7(TC下攪拌40min，以溶脹充分，然后降溫至65°C，加入0.5千克的高錳酸鉀作為引發(fā)劑反應(yīng)15分鐘，然后加入苯乙烯3千克、丙烯腈3千克和丙烯酰胺4千克并同時(shí)給反應(yīng)釜內(nèi)通入N2保護(hù)至反應(yīng)完成，反應(yīng)3小時(shí)，然后通過低溫噴霧干燥即得熱塑改性淀粉材料。實(shí)施例3按照下述重量稱取原料(千克)玉米淀粉4，小麥淀粉3，紅薯淀粉2，過硫酸銨0.3，丙烯酸甲酯6，蒸餾水100。制備熱塑改性淀粉材料的方法取玉米淀粉4千克，小麥淀粉3千克，紅薯淀粉2千克和蒸餾水100千克放入反應(yīng)釜中75t:下攪拌30min，以溶脹充分，然后降溫至65。C，加入0.3的過硫酸銨作為引發(fā)劑反應(yīng)5分鐘，然后加入丙烯酸甲酯6千克并同時(shí)通入N2保護(hù)至反應(yīng)完成，反應(yīng)2小時(shí)，然后通過低溫噴霧干燥即得熱塑改性淀粉材料。本發(fā)明實(shí)施例的熱塑改性淀粉材料，通過接枝共聚在淀粉分子中引入柔性的熱塑性鏈，改性后的淀粉疏水性和熱塑加工性能良好；并可通過接枝單體的含量及種類控制淀粉改性材料的降解周期。具有疏水性好、熱塑加工性能好、易加工成型，且可控降解的優(yōu)點(diǎn)。淀粉改性前后疏水性能和降解性能如表一<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種熱塑改性淀粉材料的配方，其特征在于，包括以下重量份的原料淀粉5～10份，引發(fā)劑0.01～0.7份，熱塑性單體1～10份，蒸餾水50～100份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑改性淀粉材料的配方，其特征在于，包括以下重量份的原料淀粉810份，引發(fā)劑0.010.5份，熱塑性單體18份，蒸餾水80100份。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱塑改性淀粉材料的配方，其特征在于，所述淀粉選自玉米淀粉、木薯淀粉、小麥淀粉和紅薯淀粉中的一種或兩種以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱塑改性淀粉材料的配方，其特征在于，所述引發(fā)劑選自二硫化碳、雙氧水、高錳酸鉀、過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的一種或兩種。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱塑改性淀粉材料的配方，其特征在于，所述熱塑性單體選自苯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯中的一種或兩種以上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑改性淀粉材料的制備方法，其特征在于，包括以下的步驟取淀粉和蒸餾水加入反應(yīng)釜中，708(TC下攪拌2040分鐘，以溶脹充分，然后降溫至6575°C，加入引發(fā)劑反應(yīng)515分鐘，然后加入熱塑性單體并同時(shí)給反應(yīng)釜中通入N2反應(yīng)24小時(shí)，然后通過低溫噴霧干燥即得熱塑改性淀粉材料。7.按照權(quán)利要求6所述的方法制備得到的熱塑改性淀粉材料。全文摘要本發(fā)明公開了一種熱塑改性淀粉材料的配方，包括以下重量份的原料淀粉5～10份，引發(fā)劑0.01～0.7份，熱塑性單體1～10份，蒸餾水50～100份。本發(fā)明熱塑改性淀粉材料的制備方法包括以下的步驟取淀粉和蒸餾水加入反應(yīng)釜中，70～80℃下攪拌20～40分鐘，以溶脹充分，然后降溫至65～75℃，加入引發(fā)劑反應(yīng)5～15分鐘，然后加入熱塑性單體并同時(shí)給反應(yīng)釜中通入N2的條件下反應(yīng)2～4小時(shí)，然后通過低溫噴霧干燥即得熱塑改性淀粉材料。本發(fā)明實(shí)施例的熱塑改性淀粉材料具有疏水性好、熱塑加工性能好、易加工成型，且可控降解的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C08F251/00GK101792509SQ20101014221公開日2010年8月4日申請(qǐng)日期2010年3月30日優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日發(fā)明者張正光申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司