專利名稱：一種淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料材料領(lǐng)域，具體涉及一種淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑料工業(yè)迅速發(fā)展，其用途已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，用途十分廣泛。中國每年產(chǎn)生的廢棄塑料約為500萬噸，其中大多數(shù)廢棄塑料為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)材料，這些材料不能夠自然分解。因此，由PP材料、PE材料、PS材料制備的一次性塑料包裝廢棄物及其相應(yīng)的農(nóng)用薄膜和一次性餐具，如果被隨意丟棄將會因其非降解性堆積在土地上，從而造成嚴(yán)重的白色污染，而且這種潛在的污染同時也會隨著人們使用量的增加和時間的積累而加劇，目前我國白色污染嚴(yán)重，已經(jīng)引起政府有關(guān)部門和社會的普遍關(guān)注，相關(guān)法律法規(guī)已經(jīng)出臺，尤其是在歐美市場，非可降解塑料的使用受到嚴(yán)格的限制。隨著人們環(huán)保意識的不斷提高，可生物降解的環(huán)境友好材料將會受到越來越多的關(guān)注，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈和研發(fā)的投入已經(jīng)形成，據(jù)報道2013年，美國的生物可降解需求量將會有26億美元的市場空間，我國目前可降解塑料的需求量也是巨大的，據(jù)相關(guān)行業(yè)分析為300萬噸，然而真正意義的可降解塑料如聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等價格非常昂貴而且性能較傳統(tǒng)塑料如PP和PE有一定差距，導(dǎo)致其在近幾年內(nèi)發(fā)展的市場認(rèn)可度不高，而淀粉基塑料(主要是淀粉對PP、PE和PS等等傳統(tǒng)塑料的填充而得到的復(fù)合可降解塑料)，由于其是在與傳統(tǒng)的塑料填充共混的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，不僅具有傳統(tǒng)塑料的性能，而且價格便宜及具有生物可降解性，目前發(fā)展迅速且備受工業(yè)界和市場的認(rèn)可。雖然淀粉是可以完全生物降解的天然高分子化合物，但由于其結(jié)構(gòu)上與塑料存在明顯差異，導(dǎo)致兩者之間相容性差，因而在這方面也限制其進(jìn)一步的應(yīng)用。目前，改善塑料與淀粉相容性的方法主要包括對淀粉的物理改性和化學(xué)改性、對塑料的接枝改性以及添加合適的相容劑。相容劑的引入是目前使用最為廣泛也是最有效的方法之一。最常使用的相容劑是乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-醋酸乙烯的共聚物(EVA)、聚丙烯/縮水甲基丙烯酸甘油酯(PP/GMA)接枝物和淀粉/丙烯酸甲酯接枝共聚物等。湖南大學(xué)陳憲宏在引發(fā)劑存在下使用縮水甲基丙烯酸甘油酯(GMA)及GMA/淀粉接枝物作為聚丙烯/淀粉共混體系的相容劑，使用雙螺桿擠出實(shí)現(xiàn)了淀粉的熱塑化及淀粉與聚丙烯的共混增容，制備了性能優(yōu)良的可生物降解的聚丙烯/淀粉共混材料(功能材料2009年第五期(40)卷)。但是該共混材料沒有加入增韌劑，共混材料在雙螺桿中很難塑化擠出且會非常脆。另外在解決淀粉與聚丙烯相容性的同時還需要解決整個復(fù)合體系的韌性太差的缺陷，由于淀粉是剛性粒子，一般文獻(xiàn)和專利報道均是對其實(shí)行塑化填充，采用的方法是加入多元醇、多元胺、醇胺或者單甘酸酯等小分子化合物與淀粉進(jìn)行熔融共混來進(jìn)行塑化。Yu等使用尿素和乙醇胺混合物作為制備熱塑性淀粉的增塑劑，并在螺桿中進(jìn)行、熔融共混擠出。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)體系中15wt%尿素和15wt%乙醇胺復(fù)配使用后，淀粉塑化后相對于使用甘油塑化淀粉具有更好的熱性能和機(jī)械性能(Carbohydrate Polymers64(2006)267-273)。不過采用小分子對淀粉進(jìn)行塑化，塑化的淀粉性能不穩(wěn)定，小分子易析出造成塑化淀粉重結(jié)晶導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降，且小分子塑化的淀粉不耐高溫，產(chǎn)品易變黃。公開號為CN 101805463A的中國發(fā)明專利申請公開了一種淀粉填充可生物降解聚丙烯及其制備方法，該淀粉填充可生物降解聚丙烯由重量百分比30% 70%的淀粉、5% 15%的增塑劑、10% 50%的聚丙烯、O. 5% 1%的分散劑、5% 8%的增韌劑以及O. 5% 1%的光降解劑，雖然該淀粉填充可生物降解聚丙烯的力學(xué)性能較好，但是使用的增塑劑為山梨醇和甘油中的一種或兩種的混合物，山梨醇和甘油均為小分子增塑劑，仍存在上述的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，淀粉與聚丙烯在相容劑和植物油增塑劑的改善下，力學(xué)性能優(yōu)異，抗褶皺能力強(qiáng)，植物油增塑劑不易析出?！N淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制成淀粉50% 70%;植物油增塑劑5% 15%;聚丙烯或改性聚丙烯15% 30%;相容劑5% 30%。本發(fā)明通過相容劑改善淀粉與聚丙烯的相容性，通過植物油增塑劑對淀粉進(jìn)行塑化，塑化的淀粉性能穩(wěn)定，四種原料能夠相互作用，使得本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料在淀粉含量比較高的前提下，體現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能。作為優(yōu)選，所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制成淀粉50% 60%;植物油增塑劑8% 12%;聚丙烯或改性聚丙烯15% 25%;相容劑15% 25%。所述的淀粉為天然淀粉、改性淀粉中的一種或兩種。所述的天然淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、綠豆淀粉、甘薯淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、麥類淀粉、菱角淀粉、藕淀粉中的一種或兩種以上。所述的改性淀粉為馬來酸酐接枝改性淀粉、磷酸酯雙淀粉、乙?；矸哿姿狨?、乙?；p淀粉己二酸酯、羥丙基二淀粉磷酸酯中的一種或兩種以上。所述的馬來酸酐接枝改性淀粉可具體選用馬來酸酐接枝玉米淀粉。淀粉可以生物降解，天然淀粉是可以完全生物降解的天然高分子化合物，從淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的成本和可降解性上考慮，選用天然淀粉不但成本較低，而且可降解性好，從淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的力學(xué)性能上考慮，改性淀粉在保證復(fù)合材料一定的降解性能的同時更有利于淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料力學(xué)性能的提高。本發(fā)明選用大分子植物油增塑劑對淀粉進(jìn)行塑化，塑化的淀粉性能穩(wěn)定，大分子植物油增塑劑不易析出，有利于淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料力學(xué)性能的提高，特別是復(fù)合材料的韌性，并且大分子植物油增塑劑塑化的淀粉耐高溫，產(chǎn)品不易變黃。所述的植物油增塑劑為大豆油、花生油、椰子油、棕櫚油、亞麻油、棉籽油、玉米油、葵花籽油、松子油、桐油、蓖麻油中的一種或兩種以上。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的植物油增塑劑為大豆油，大豆油的重量百分含量為10%，采用重量百分含量為10%的大豆油不但能夠制備出性能優(yōu)異的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，而且大豆油相對其他油成本較低，使得淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的生產(chǎn)成本大大降低。所述的聚丙烯可以采用市售產(chǎn)品，選用市售的通用牌號即可。改性聚丙烯也可選用市售的通用牌號，具體可采用馬來酸酐接枝聚丙烯，經(jīng)過馬來酸酐改性的聚丙烯，與淀粉有較好相容性，改善了聚丙烯與淀粉的相容性。
由于淀粉與聚丙烯兩種在結(jié)構(gòu)上存在明顯差異導(dǎo)致兩者之間相容性不佳，本發(fā)明通過相容劑改善淀粉與聚丙烯的相容性，所述的相容劑為乙烯-醋酸乙烯的共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)中的一種或兩種。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的相容劑為乙烯-醋酸乙烯的共聚物，乙烯-醋酸乙烯的共聚物能夠非常好地改善淀粉與聚丙烯的相容性。本發(fā)明還提供了一種淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的制備方法，制備簡單，易于實(shí)施，易于操作和控制。所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟將淀粉、植物油增塑劑、聚丙烯和相容劑混合均勻，得到混合后的物料；或者將淀粉、植物油增塑劑、改性聚丙烯和相容劑混合均勻，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混后拉條、切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。所述的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為35 : I 45 : I ;所述的熔融共混的溫度為160°C 180°C，植物油增塑劑對淀粉進(jìn)行塑化，塑化的淀粉性能穩(wěn)定，植物油增塑劑不易析出，原料可以在160°C 180°C較高溫度下熔融擠塑。本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料適用于塑料包裝材料、農(nóng)用地膜及一次性餐具等領(lǐng)域，以淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料為原材料，通過現(xiàn)有的加工技術(shù)生產(chǎn)塑料包裝膜、農(nóng)用地膜及一次性餐具。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料中，淀粉含量較高，使得本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料具有較好的可降解性，采用廉價、易于獲取的天然淀粉時，本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料仍具有較好的力學(xué)性能和耐高溫性，同時可降解性更好。植物油增塑劑在特定的條件下能被微生物分解，可生物降解。因而，本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料中主要原料淀粉和植物油增塑劑均可降解，使得本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料具有較好的可降解性。本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，通過相容劑改善淀粉與聚丙烯的相容性，通過植物油增塑劑對淀粉進(jìn)行塑化，塑化的淀粉性能穩(wěn)定，植物油增塑劑不易析出，并且植物油增塑劑塑化的淀粉耐高溫，使得原料可以在160°C 180°C較高溫度下熔融擠塑，產(chǎn)品不易變黃，使得本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的韌性和抗沖擊性大大增強(qiáng)，同時性能穩(wěn)定。本發(fā)明四種原料能夠相互作用，使得本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料在淀粉含量比較高的前提下，體現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能和一定的耐高溫性。
本發(fā)明淀粉/聚丙烯復(fù)合材料不但可以適用于塑料包裝材料、農(nóng)用地膜及一次性餐具等領(lǐng)域，而且本發(fā)明淀粉/聚丙烯復(fù)合材料最后大部分能被土壤中的微生物分解和吸收，對環(huán)境污染小，具有良好的環(huán)境效益和社會價值。本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的制備方法，制備簡單，易于實(shí)施，易于操作和控制，制備成本低廉，產(chǎn)品性能優(yōu)異和穩(wěn)定，易于工業(yè)化生產(chǎn)并具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。制備例I將60g的玉米淀粉(水分的重量百分含量為4. I %，諸城興貿(mào)玉米開發(fā)有限公司)、2· 6g的馬來酸酐(國藥試劑)、IOOmL的N，N-二甲基乙酰胺(DMAc，國藥試劑)和20mL甲苯(國藥試劑)加入至250mL三口燒瓶中攪拌均勻，于130°C下機(jī)械攪拌lh，靜止除去上層溶劑，然后加入丙酮攪拌洗去未反應(yīng)的馬來酸酐，靜止除去上層溶劑，再次加入丙酮靜止除去上層溶劑，加入丙酮除去上層溶劑總共進(jìn)行3次后，過濾，再用丙酮反復(fù)沖洗3次，把得到的改性玉米淀粉放入真空干燥箱于80°C下干燥12h，得到60g馬來酸酐接枝玉米淀粉。實(shí)施例I稱取以下重量份的原料制備例I制備的馬來酸酐接枝玉米淀粉55重量份，大豆油(阿拉丁試劑)10重量份，馬來酸酐接枝聚丙烯(通用級，寧波能之光新材料科技有限公司，型號為GPM200A) 10重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)25重量份。將馬來酸酐接枝玉米淀粉55重量份、大豆油10重量份、馬來酸酐接枝聚丙烯10重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為160°C，170°C，170°C，170°C，175°C，170°C，17(TC，16(rC的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例2稱取以下重量份的原料制備例I制備的馬來酸酐接枝玉米淀粉55重量份，大豆油(阿拉丁試劑)10重量份，馬來酸酐接枝聚丙烯(通用級，寧波能之光新材料科技有限公司，型號為GPM200A) 20重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)15重量份。將馬來酸酐接枝玉米淀粉55重量份、大豆油10重量份、馬來酸酐接枝聚丙烯20重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為160°C，170°C，175°C，170°C，170°C，170°C，17(TC，16(rC的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例3稱取以下重量份的原料制備例I制備的馬來酸酐接枝玉米淀粉55重量份，大豆油(阿拉丁試劑)10重量份，聚丙烯20(?？松梨冢吞枮?684KN)重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)15重量份。將馬來酸酐接枝玉米淀粉55重量份、大豆油10重量份、聚丙烯20重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為160 V，170 V，175 V，180 V，185 V，175 V，170°C，160°C的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為 40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例4稱取以下重量份的原料制備例I制備的馬來酸酐接枝玉米淀粉60重量份，大豆油(阿拉丁試劑)10重量份，聚丙烯(?？松梨?，型號為7684KN) 15重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)15重量份。將馬來酸酐接枝玉米淀粉60重量份、大丑油10重量份、聚丙烯15重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為160 V，170 V，175 V，170 V，175 V，170 V，160°C，16(TC的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為 40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例5稱取以下重量份的原料制備例I制備的馬來酸酐接枝玉米淀粉60重量份，大豆油(阿拉丁試劑)10重量份，聚丙烯(?？松梨冢吞枮?684KN)20重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)10重量份。
將馬來酸酐接枝玉米淀粉60重量份、大丑油10重量份、聚丙烯20重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為160 V，170 V，175 V，170 V，175 V，175 V，160°C，16(TC的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為 40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例6稱取以下重量份的原料磷酸酯雙淀粉(張家口神洲淀粉科技有限公司)60重量份，大豆油(阿拉丁試劑)10重量份，聚丙烯(?？松梨?，型號為7684KN) 15重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)15重量份。 將磷酸酯雙淀粉60重量份、大豆油10重量份、聚丙烯15重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為 160°C，170°C，175°C，170°C，175°C，175°C，160°C，160°C 的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例7稱取以下重量份的原料乙?；p淀粉己二酸酯(張家口神洲淀粉科技有限公司)60重量份，大豆油(阿拉丁試劑)10重量份，聚丙烯(埃克森美孚，型號為7684KN) 15重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)15重量份。將乙酰化雙淀粉己二酸酯60重量份、大豆油10重量份、聚丙烯15重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為160 V，170 V，175 V，170 V，175 V，175 V，160°C，16(TC的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為 40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例8實(shí)施例8中植物油增塑劑采用花生油，其他同實(shí)施例7。實(shí)施例7與實(shí)施例8相比，采用大豆油作為植物油增塑劑制備的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料具有更好的性能，并且從市場化和工業(yè)化的角度來看，采用大豆油也更為廉價，淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的生產(chǎn)成本更低。實(shí)施例9稱取以下重量份的原料乙?；p淀粉己二酸酯(張家口神洲淀粉科技有限公司)58重量份，大豆油(阿拉丁試劑)12重量份，聚丙烯(?？松梨?，型號為7684KN) 15重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)15重量份。將乙?；p淀粉己二酸酯58重量份、大豆油12重量份、聚丙烯15重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為160 V，170 V，175 V，170 V，175 V，175 V，160°C，16(TC的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為 40 I。將上述得到的淀 粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例10稱取以下重量份的原料乙?；p淀粉己二酸酯(張家口神洲淀粉科技有限公司)58重量份，大豆油(阿拉丁試劑)8重量份，聚丙烯(?？松梨?，型號為7684KN) 19重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)15重量份。將乙?；p淀粉己二酸酯58重量份、大豆油12重量份、聚丙烯15重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為160 V，170 V，175 V，170 V，175 V，175 V，160°C，16(TC的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為 40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例9、實(shí)施例10與實(shí)施例7相比，主要區(qū)別在于大豆油的重量份，可見在大豆油的重量百分含量為10%時，制備的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料具有更好的性能。實(shí)施例11稱取以下重量份的原料玉米淀粉(水分的重量百分含量為4. I %，諸城興貿(mào)玉米開發(fā)有限公司)50重量份，大豆油(阿拉丁試劑)10重量份，聚丙烯(?？松梨冢吞枮?684KN)20重量份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)20重量份。將玉米淀粉50重量份、大豆油10重量份、聚丙烯20重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為 165°C，165°C，170°C，170°C，170°C，165°C，160°C，160°C 的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。實(shí)施例12稱取以下重量份的原料玉米淀粉(水分的重量百分含量為4. I %，諸城興貿(mào)玉米開發(fā)有限公司)55重量份，大豆油(阿拉丁試劑)10重量份，聚丙烯20重量份(?？松梨?，型號為7684KN)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(韓國韓華，型號為1317型)15重量份。
將玉米淀粉55重量份、大豆油10重量份、聚丙烯20重量份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15重量份混合均勻后，然后將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過溫度為 165°C，165°C，170°C，170°C，170°C，165°C，160°C，160°C 的熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)除水干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為40 I。將上述得到的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料加入至注塑機(jī)中注塑成型，得到制品樣條。注塑區(qū)溫度200°C，模板區(qū)溫度45°C。將實(shí)施例I 10制備的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料按照ASTM D256-2006進(jìn)行沖擊性能測試(切口沖擊試驗(yàn)，擺錘5. 5J，四組實(shí)驗(yàn)取平均值)，其測試結(jié)果如表I所示。將實(shí)施例11 12所制備的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料按照ASTM D 256-2006進(jìn)行抗沖擊性測試(切口沖擊試驗(yàn)，擺錘5. 5J，四組實(shí)驗(yàn)取平均值)，按照GB1040-2006進(jìn)行斷裂伸長率和拉伸強(qiáng)度的測試(四組實(shí)驗(yàn)取平均值)，其測試結(jié)果如表2所示。表I
權(quán)利要求
1.一種淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制成 淀粉50% 70%; 植物油增塑劑5% 15%; 聚丙烯或改性聚丙烯15% 30%; 相容劑5% 30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料制成 淀粉50% 60%; 植物油增塑劑8% 12%; 聚丙烯或改性聚丙烯15% 25%; 相容劑15% 25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的淀粉為天然淀粉、改性淀粉中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的天然淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、綠豆淀粉、甘薯淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、麥類淀粉、菱角淀粉、藕淀粉中的一種或兩種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的改性淀粉為馬來酸酐接枝改性淀粉、磷酸酯雙淀粉、乙?；矸哿姿狨?、乙?；p淀粉己二酸酯、羥丙基二淀粉磷酸酯中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的植物油增塑劑為大豆油、花生油、椰子油、棕櫚油、亞麻油、棉籽油、玉米油、葵花籽油、松子油、桐油、蓖麻油中的一種或兩種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的植物油增塑劑為大豆油，大豆油的重量百分含量為10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的相容劑為乙烯-醋酸乙烯的共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一種或兩種。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8任一項(xiàng)所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟 將淀粉、植物油增塑劑、聚丙烯和相容劑混合均勻，得到混合后的物料；或者將淀粉、植物油增塑劑、改性聚丙烯和相容劑混合均勻，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混后拉條、切粒，得到顆粒狀混合樹脂；顆粒狀混合樹脂經(jīng)干燥處理后，得到淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為35 45 I ;所述的熔融共混的溫度為160°C 180°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料，由重量百分含量50％～70％的淀粉、5％～15％的植物油增塑劑、15％～30％的聚丙烯或改性聚丙烯以及5％～30％的相容劑原料制成，通過相容劑改善淀粉與聚丙烯的相容性，通過植物油增塑劑對淀粉進(jìn)行塑化，塑化的淀粉性能穩(wěn)定，使得本發(fā)明淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的韌性和抗沖擊性大大增強(qiáng)，同時性能穩(wěn)定，適用于塑料包裝材料、農(nóng)用地膜及一次性餐具等領(lǐng)域。本發(fā)明還公開了一種淀粉/聚丙烯可降解復(fù)合材料的制備方法，制備簡單，易于實(shí)施，易于操作和控制，制備成本低廉，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C08L23/12GK102634073SQ20121012393
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者張傳芝, 張立生, 朱錦, 楊勇, 湯兆賓, 熊竹 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所