一种纤维素增强的己内酯-淀粉可降解薄膜及其制备方法
【专利摘要】一种纤维素增强的己内酯?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、甘薯淀粉8?10份、纤维素5?8份、氢氧化钠2?3份、尿素3?4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、山梨醇5?8份、水适量。本发明的纤维素增强的己内酯?淀粉可降解薄膜的弹性模量以及断裂伸长率均相比于淀粉基体有显著提高。本发明所采用的淀粉和纤维素能够被生物降解，来源丰富、价格低廉，对环境友好。
【专利说明】
一种纤维素増强的己内酯-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，具体涉及一种纤维素增强的己内酯-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纤维素增强的己内酯-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:
一种纤维素增强的己内酯-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、甘薯淀粉8-10份、纤维素5-8份、氢氧化钠2-3份、尿素3-4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、山梨醇5_8份、水适量。
[0007]—种纤维素增强的己内酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，其由如下步骤制备而成:
(I)将纤维素加入到氢氧化钠、尿素及相当于其总重量份10-12倍的水配置的溶液中，超声或搅拌作用下充分分散，离心，洗涤至中性。
[0008](2)将甘薯淀粉充分干燥，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；
(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、山梨醇加入相当于玉米淀粉重量份15-20倍的水中，升温至90-100°C，超声分散20-30min;加入步骤(I)处理后的纤维素，超声分散20-30min;经真空脱气后，通过流涎法成膜，在50-80 °C温度下干燥后揭膜，得到一种纤维素增强的己内酯-淀粉可降解薄膜。
[0009]一种纤维素增强的己内酯-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。
[0010]一种纤维素增强的己内酯-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。
[0011]本发明的有益效果是:本发明所采用的淀粉和纤维素能够被生物降解，来源丰富、价格低廉，对环境友好;纤维素作为增强填料，并在淀粉表面接枝己内酯，有效促进纤维素与淀粉之间的均匀混合，提高薄膜的力学性能；山梨醇的加入对淀粉起到增塑作用;本发明制得的塑料薄膜强度高、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】
[0012]本实施例的纤维素增强的己内酯-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、甘薯淀粉8份、纤维素5份、氢氧化钠3份、尿素4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、山梨醇5份、水适量。
[0013]本实施例的纤维素增强的己内酯-淀粉可降解薄膜，其由如下步骤制备而成:
(I)将纤维素加入到氢氧化钠、尿素及相当于其总重量份10倍的水配置的溶液中，超声或搅拌作用下充分分散，离心，洗涤至中性。
[0014](2)将甘薯淀粉充分干燥，再与DMF在搅拌的条件下升温到130°C，保持4h，降温到100C,滴加乙酸酐及吡啶，滴加完后继续在100°C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110°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、山梨醇加入相当于玉米淀粉重量份15倍的水中，升温至100°C，超声分散30min;加入步骤(I)处理后的纤维素，超声分散30min;经真空脱气后，通过流涎法成膜，在60°C温度下干燥后揭膜，得到一种纤维素增强的己内酯-淀粉可降解薄膜。
[0015]经测试，本实施例的纤维素增强的己内酯-淀粉可降解薄膜，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】
1.一种纤维素增强的己内酯-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10份、甘薯淀粉8-10份、纤维素5-8份、氢氧化钠2-3份、尿素3-4份、DMF80-100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、山梨醇5_8份、水适量。2.—种纤维素增强的己内酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，其由如下步骤制备而成: 将纤维素加入到氢氧化钠、尿素及相当于其总重量份10-12倍的水配置的溶液中，超声或搅拌作用下充分分散，离心，洗涤至中性； 将甘薯淀粉充分干燥，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、山梨醇加入相当于玉米淀粉重量份15-20倍的水中，升温至90-100°C，超声分散20-30min；加入步骤(I)处理后的纤维素，超声分散20_30min ；经真空脱气后，通过流涎法成膜，在50-80°C温度下干燥后揭膜，得到一种纤维素增强的己内酯-淀粉可降解薄膜。3.—种纤维素增强的己内酯-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。4.一种纤维素增强的己内酯-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】C08L3/02GK105885115SQ201610477712
【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