一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜及其制备方法

文档序号:10527407阅读:738来源:国知局
一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜及其制备方法
【专利摘要】一种二氧化硅增强的己内酯?淀粉可降解薄膜,其特征在于,其由如下重量份的原料制备而成:玉米淀粉100份、小麦淀粉8?10份、纳米二氧化硅3?5份、聚乙烯醇3?5份、甲醛1?2份、三聚氰胺2?3份、聚丙烯酰胺1?2份、DMF 80?100份、乙酸酐8?10份、吡啶100?120份、二乙二醇二甲醚120?150份、萘钠溶液15?20份、己内酯5?8份、石油醚200?300份、四氢呋喃200?300份、甘油5?8份、聚己内酯5?8份、水适量。本发明所采用的淀粉能够被生物降解,来源丰富、价格低廉,对环境友好;二氧化硅的加入,提高淀粉薄膜的强度、韧性和防水性能;制得的二氧化硅增强的己内酯?淀粉可降解薄膜防水性好、成本低且可生物降解,能有效缓解白色污染问题。
【专利说明】
一种二氧化硅増强的己内酯-淀粉可降解薄膜及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及薄膜生产技术领域,具体涉及一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜及其制备方法。
技术背景
[0002]随着塑料工业的蓬勃发展,废旧塑料薄膜垃圾带来的环境污染也日趋严重,白色污染成为全球瞩目的环境问题。因此,人们必须要加大力度去开发生物可降解的塑料薄膜,治理塑料废弃物对环境所带来污染问题。
[0003]淀粉是一种来源丰富、价格低廉的天然高分子材料,也是一种取之不尽用之不竭的可再生资源,它能在多种环境条件下被生物降解,最终降解产物二氧化碳和水可以通过植物的光合作用再循环,不会对环境造成任何污染。因此,淀粉被广泛应用于可降解塑料薄膜的研究与产品开发,并且已经取得了重大的进展。
[0004]作者宋小丽在淀粉基可降解复合薄膜的制备及性能研究一文中,利用淀粉、壳聚糖、甘油、坡缕石制备了一种淀粉基可降解复合薄膜,丙三醇为淀粉薄膜增塑剂,坡缕石改善淀粉薄膜的力学性能,制备的淀粉基可降解复合薄膜具有良好的生物降解性能。

【发明内容】

[0005]本发明所要解决的技术问题在于提供一种工艺简单、生产成本低且对环境友好的二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜及其制备方法。
[0006]本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其特征在于,其由如下重量份的原料制备而成:玉米淀粉100份、小麦淀粉8-10份、纳米二氧化硅3-5份、聚乙烯醇3-5份、甲醛1-2份、三聚氰胺2-3份、聚丙烯酰胺1-2份、DMF 80-100份、乙酸酐8-10份、吡啶100-120份、二乙二醇二甲醚120-150份、萘钠溶液15-20份、己内酯5-8份、石油醚200-300份、四氢呋喃200-300份、甘油5-8份、聚己内酯5-8份、水适量。
[0007]—种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其特征在于,其由如下步骤制备而成:
(1)将纳米二氧化硅放置于相当于其重量份3-4倍的水中;加入聚丙烯酰胺作分散剂,米用机械研磨分散l-2h;
(2)将小麦淀粉充分干燥,再与DMF在搅拌的条件下升温到130-140V,保持4_5h,降温到90-100 0C,滴加乙酸酐及吡啶,滴加完后继续在90-100 0C下反应5_6h,冷却,倾入冷水中沉淀,过滤、洗涤至中性,干燥,为白色粉末状物质,即淀粉乙酸酯;
(3)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和通氮装置的反应器中,加入二乙二醇二甲醚和淀粉乙酸酯,升温到90-100°C使其溶解充分,然后降至室温,在氮气保护下加入萘钠溶液,反应约15-20min后,加入己内酯,在110-130°C下反应10-12h,产物以1/3的石油醚进行沉淀后,再以四氢呋喃溶解、剩余的石油醚沉淀二次,产物干燥后为白色固体物,即己内酯接枝的淀粉;
(4)将玉米淀粉、己内酯接枝的淀粉、聚己内酯、聚乙烯醇加入相当于玉米淀粉重量份
10-12倍的水中,超声分散20-30min;加入步骤(I)分散好的二氧化硅液体,70-80°C下糊化40-60min并机械搅拌;加入甲醛、三聚氰胺和甘油85-95°C继续搅拌l_2h,趁热倒在预热的光滑玻璃板上,放入恒温80-130°C的干燥箱中干燥30-50min,得到一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜。
[0008]一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其特征在于,所述的萘钠溶液的制备方法为:将萘和金属钠置于四氢呋喃中,于室温和氮气保护下反应10-12h,得浓度为0.8-lmol/L的萘钠溶液。
[0009]一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其特征在于,所述的DMF和吡啶使用前都需经过无水硫酸钠进行干燥。
[0010]本发明的有益效果是:本发明所采用的淀粉能够被生物降解,来源丰富、价格低廉,对环境友好;聚己内酯可以作为粘合剂和增塑剂,并在淀粉表面接枝己内酯,有效促进聚己内酯与淀粉之间的均匀混合,提高薄膜的力学性能;甘油的加入能改善淀粉难溶、难熔的问题,对淀粉起到增塑作用;纳米二氧化硅作为增强剂,提高淀粉薄膜的强度、韧性和防水性能;聚丙烯酰胺有助于二氧化硅在淀粉中的分散;本发明制得的淀粉薄膜强度高、成本低且可生物降解,能有效缓解白色污染问题。
【具体实施方式】
[0011]本实施例的二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其由如下重量份的原料制备而成:玉米淀粉100份、小麦淀粉8份、纳米二氧化硅5份、聚乙烯醇5份、甲醛2份、三聚氰胺2份、聚丙烯酰胺2份、DMF 100份、乙酸酐8份、吡啶120份、二乙二醇二甲醚150份、萘钠溶液15份、己内酯5份、石油醚300份、四氢呋喃300份、甘油8份、聚己内酯5份、水适量。
[0012]本实施例的二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其特征在于,其由如下步骤制备而成:
(1)将纳米二氧化硅放置于相当于其重量份4倍的水中;加入聚丙烯酰胺作分散剂,采用机械研磨分散2h ;
(2)将小麦淀粉充分干燥,再与DMF在搅拌的条件下升温到130°C,保持4h,降温到1000C,滴加乙酸酐及吡啶,滴加完后继续在1000C下反应6h,冷却,倾入冷水中沉淀,过滤、洗涤至中性,干燥,为白色粉末状物质,即淀粉乙酸酯;
(3)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和通氮装置的反应器中,加入二乙二醇二甲醚和淀粉乙酸酯,升温到100°C使其溶解充分,然后降至室温,在氮气保护下加入萘钠溶液,反应约20min后,加入己内酯,在130°C下反应10h,产物以1/3的石油醚进行沉淀后,再以四氢呋喃溶解、剩余的石油醚沉淀二次,产物干燥后为白色固体物,即己内酯接枝的淀粉;
(4)将玉米淀粉、己内酯接枝的淀粉、聚己内酯、聚乙烯醇加入相当于玉米淀粉重量份12倍的水中,超声分散30min ;加入步骤(I)分散好的二氧化硅液体,80°C下糊化40_60min并机械搅拌;加入甲醛、三聚氰胺和甘油95°C继续搅拌2h,趁热倒在预热的光滑玻璃板上,放入恒温80°C的干燥箱中干燥50min,得到一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜。
[0013]经测试,本实施例的己内酯接枝的淀粉可降解塑料薄膜拉伸强度大于30MPa,断裂伸长率大于150%,透光率大于90%,薄膜两侧温度差大于5°C。
【主权项】
1.一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其特征在于,其由如下重量份的原料制备而成:玉米淀粉100份、小麦淀粉8-10份、纳米二氧化硅3-5份、聚乙烯醇3-5份、甲醛1-2份、三聚氰胺2-3份、聚丙烯酰胺1-2份、DMF 80-100份、乙酸酐8-10份、吡啶100-120份、二乙二醇二甲醚120-150份、萘钠溶液15-20份、己内酯5-8份、石油醚200-300份、四氢呋喃200-300份、甘油5-8份、聚己内酯5-8份、水适量。2.—种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其特征在于,其由如下步骤制备而成: 将纳米二氧化硅放置于相当于其重量份3-4倍的水中;加入聚丙烯酰胺作分散剂,采用机械研磨分散l_2h; 将小麦淀粉充分干燥,再与DMF在搅拌的条件下升温到130-140°C,保持4-5h,降温到90-100°C,滴加乙酸酐及吡啶,滴加完后继续在90-100°C下反应5-6h,冷却,倾入冷水中沉淀,过滤、洗涤至中性,干燥,为白色粉末状物质,即淀粉乙酸酯; 在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和通氮装置的反应器中,加入二乙二醇二甲醚和淀粉乙酸酯,升温到90-100°C使其溶解充分,然后降至室温,在氮气保护下加入萘钠溶液,反应约15-20min后,加入己内酯,在110-130°C下反应10-12h,产物以1/3的石油醚进行沉淀后,再以四氢呋喃溶解、剩余的石油醚沉淀二次,产物干燥后为白色固体物,即己内酯接枝的淀粉; 将玉米淀粉、己内酯接枝的淀粉、聚己内酯、聚乙烯醇加入相当于玉米淀粉重量份?ο-υ 倍的水中 ,超声分散20-30min ;加入步骤(I)分散好的二氧化硅液体,70-80 °C下糊化40-60min并机械搅拌;加入甲醛、三聚氰胺和甘油85-95°C继续搅拌l_2h,趁热倒在预热的光滑玻璃板上,放入恒温80-130°C的干燥箱中干燥30-50min,得到一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜。3.一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其特征在于,所述的萘钠溶液的制备方法为:将萘和金属钠置于四氢呋喃中,于室温和氮气保护下反应10-12h,得浓度为0.8-lmol/L的萘钠溶液。4.一种二氧化硅增强的己内酯-淀粉可降解薄膜,其特征在于,所述的DMF和吡啶使用前都需经过无水硫酸钠进行干燥。
【文档编号】C08K3/36GK105885114SQ201610477693
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】程彦明
【申请人】安徽德琳环保发展(集团)有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1