本发明涉及改性材料领域，具体涉及一种高抗冲可降解塑料及其制备方法。
背景技术：
：淀粉是一种天然高分子聚合物，其分子中含有大量羟基，因此淀粉大分子间相互作用力很强，导致原淀粉难以熔融加工，而且在和其他聚合物共混加工中和其他聚合物的相容性也差。但这些羟基能够发生酯化、醚化、接枝、交联等化学反应。利用这些化学反应对淀粉进行化学改性，减少淀粉的羟基、改变其原有的结构，从而改变淀粉相应的性能，把原淀粉变成热塑淀粉。交联淀粉以淀粉为原料,以三氯氧磷、三偏磷酸钠、己二酸、六偏磷酸盐为交联剂,氢氧化钠为催化剂,对淀粉进行交联，交联后的淀粉其透光率降低,耐酸碱性、耐机械加工，耐剪切性增强，凝胶性能提高，但吸水能力减弱。随着人们对材料抗冲击性能要求的不断提高，未经抗冲击改性的淀粉已难以满足需求，因而，对淀粉进行抗冲击改性成为必要。现今对淀粉的抗冲击改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，淀粉的抗冲击性增加效果显著，使淀粉能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然具有抗冲击增强效果好，添加量小的优点，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行抗冲击改性过程中，纳米材料分散不均会影响其抗冲击效果，得到的改性材料抗冲击性偏低，对改性材料的生产和应用造成不利影响。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有淀粉塑料抗冲击性较差的缺陷，提供一种高抗冲可降解塑料及其制备方法；本发明将经过针对性改性处理的纳米硫酸钡与淀粉进行复合，并使纳米硫酸钡均匀分散在淀粉体系中，得到的可降解塑料抗冲击性能优异，有利于淀粉在更多领域中的应用。为了实现上述发明目的，本发明提供了一种高抗冲可降解塑料，包括以下重量份原材料制备得到：55-75份的淀粉、5-10份的纳米硫酸钡、5-8份的改性剂、30-50份的丙烯酸酯橡胶、3-5份的偶联剂、0.1-0.3份的交联剂、1-3份的三偏磷酸钠。上述一种高抗冲可降解塑料，根据纳米硫酸钡和交联能增加树脂材料抗冲击性的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高纳米硫酸钡与淀粉之间的相容性，并使纳米硫酸钡在淀粉中分散更均匀，使纳米硫酸钡对淀粉的抗冲击性增强作用更好，还通过控制淀粉的聚合度来使改性后的可降解塑料在抗冲击性与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的可降解塑料在具有优异的抗冲击性的条件下，也具有优异的加工性，使其可以在更多领域中得到应用。上述一种高抗冲可降解塑料，其中，所述的纳米硫酸钡粒径为10-80nm；纳米硫酸钡粒径越小，分散性越差，纳米硫酸钡粒径越大，对淀粉的抗冲击增强作用越差；优选的，所述的纳米硫酸钡粒径为30-50nm；最优选的，所述的纳米硫酸钡粒径为40nm。上述一种高抗冲可降解塑料，其中，所述的改性剂为环氧氯丙烷与丙烯酸甲酯组成的混合物；所述的改性剂既能改善纳米硫酸钡与淀粉的相容性，又能在纳米硫酸钡表面形成极性基团，利于分散；优选的，所述的改性剂中环氧氯丙烷与丙烯酸甲酯的物质的量之比为1︰2。上述一种高抗冲可降解塑料，其中，丙烯酸酯橡胶的聚合度越大，则交联后可降解塑料的抗冲击性越差，加工性越好，丙烯酸酯橡胶的聚合物越小，则交联后可降解塑料的抗冲击性越好，加工性越差，因此，选择合理的丙烯酸酯橡胶聚合度，是平衡抗冲击性和加工性的重要手段。所述的丙烯酸酯橡胶的聚合度为180-280；优选的，所述的丙烯酸酯橡胶的聚合度为200-250；最优的，所述的丙烯酸酯橡胶的聚合度为230；通过优选，得到的可降解塑料既具有优异的抗冲击性，也具有较好的加工性，适合。其中，所述的淀粉聚合度为900-1500；优选的，所述淀粉的聚合度为1000-1400；最优选的，所述的淀粉的聚合度为1200；通过优选，得到的可降解塑料既具有优异的抗冲击性，也具有较好的加工性。上述一种高抗冲可降解塑料，其中，所述的偶联剂为环氧基硅烷偶联剂；环氧基硅烷能增加纳米硫酸钡与淀粉以及改性剂之间的相容性，提高了可降解塑料的抗冲击性能。其中，所述的交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯，该交联剂能将两种不同聚合度的聚合物原材料适当交联，提高可降解塑料的抗冲击性。上述一种高抗冲可降解塑料，其中，其原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高可降解塑料的加工性，增加其功能性等作用，从而增加其适用性。为了实现上述发明目的，进一步的，本发明还提供了一种高抗冲可降解塑料的制备方法，包括以下步骤：（1）将纳米硫酸钡用偶联剂进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米硫酸钡用改性剂进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米硫酸钡与淀粉混合均匀后在电场中进行复合处理，得到混合料；（4）将混合料与丙烯酸酯橡胶、交联剂、三偏磷酸钠混合均匀后在进行复合处理，得到高抗冲可降解塑料。一种高抗冲可降解塑料的制备方法，先用偶联剂对纳米硫酸钡进行偶联处理，增加纳米硫酸钡与改性剂、淀粉的相容性；再用改性剂对纳米硫酸钡进行改性处理，并在其表面形成极性基团；最后利用外电场使纳米硫酸钡表面和淀粉链中的极性基团极化，带电，通过电荷间的相斥或相吸的原理，使纳米硫酸钡均匀分散的同时，也能与淀粉链上的极性基团键接，从而使纳米硫酸钡的抗冲击增强效果得到最大程度的体现，使得到的改性淀粉抗冲击性显著提高；该制备方法简单可靠，适合用于高抗冲可降解塑料的大规模、工业化生产。上述一种高抗冲可降解塑料的制备方法，其中，优选的，步骤1进行偶联处理过程中可采用超声波辅助；通过超声波的高速震荡，使纳米硫酸钡分散性更好，且对偶联处理具有促进作用。上述一种高抗冲可降解塑料的制备方法，其中，步骤3中所述的电场能对基团产生极化作用，使基团带电，从而能促进纳米硫酸钡的分散和键接作用，提高改性淀粉的抗冲击性。优选的，所述的电场强度为0.5-2kv/m；电场强度过小，极化效果弱，对纳米硫酸钡的分散效果差；电场强度过大，极化效果太强，分子间作用力太大，分子链产生定向移动，对分子链的排列和键接产生影响，可能降低可降解塑料的抗冲击性能；最优选的，所述的电场强度为0.8-1.5kv/m。其中，优选的，所述的电场为电场方向不变的平行电场；电场方向不变的平行电场对极性基团的极化效果最好，基团间作用力稳定，对纳米硫酸钡的分散和键接的促进作用效果最佳。与现有技术相比，本发明的有益效果：1、本发明高抗冲可降解塑料针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，使纳米硫酸钡与淀粉之间的相容性更好，在淀粉中的分散性更好，纳米硫酸钡对淀粉的抗冲击性增强作用更好。2、本发明高抗冲可降解塑料通过控制淀粉和丙烯酸酯橡胶的聚合度来使改性后的可降解塑料在抗冲击性与加工性之间达到最佳平衡关系，使得到的可降解塑料在具有优异的抗冲击性的条件下，也具有优异的加工性。3、本发明高抗冲可降解塑料的制备方法，利用外电场的极化作用，能促进纳米硫酸钡在淀粉体系中的分散和键接，纳米硫酸钡的抗冲击增强效果更好，得到的可降解塑料的抗冲击性更高。4、本发明制备方法简单、可靠，适合高抗冲可降解塑料的大规模、工业化生产。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。实施例1（1）将8份的纳米硫酸钡用0.5份的环氧基硅烷进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米硫酸钡用2份的环氧氯丙烷与4份的丙烯酸甲酯进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米硫酸钡与65份的聚合度为1200的淀粉混合均匀后在电场强度为1.2kv/m的电场方向不变的平行电场中进行挤出，得到混合料；（4）将步骤3得到的混合料与40份的聚合度为230的丙烯酸酯橡胶、4份二甲基丙烯酸乙二醇酯、2份的三偏磷酸钠混合均匀后进行挤出，得到高抗冲可降解塑料。实施例2（1）将5份的纳米硫酸钡用0.3份的环氧基硅烷进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米硫酸钡用4份的环氧氯丙烷与4份的丙烯酸甲酯进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米硫酸钡与55份的聚合度为900的淀粉混合均匀后在在电场强度为2.0kv/m的电场中进行挤出，得到混合料；（4）将步骤3得到的混合料与50份的聚合度为280的丙烯酸酯橡胶、3份二甲基丙烯酸乙二醇酯、3份的三偏磷酸钠混合均匀后进行挤出，得到高抗冲可降解塑料。实施例3（1）将10份的纳米硫酸钡用0.8份的环氧基硅烷进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米硫酸钡用2份的环氧氯丙烷与3份的丙烯酸甲酯进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米硫酸钡与75份的聚合度为1500的淀粉混合均匀后在在电场强度为0.5kv/m的电场方向不变的平行电场中进行挤出，得到混合料；（4）将步骤3得到的混合料与30份的聚合度为180的丙烯酸酯橡胶、5份二甲基丙烯酸乙二醇酯、1份的三偏磷酸钠混合均匀后进行挤出，得到高抗冲可降解塑料。对比例1（1）将8份的纳米硫酸钡用0.5份的环氧基硅烷进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米硫酸钡与5份的分散剂、65份的聚合度为1200的淀粉混合均匀后在电场强度为1.2kv/m的电场方向不变的平行电场中进行挤出，得到混合料；（3）将步骤2得到的混合料与40份的聚合度为230的丙烯酸酯橡胶、4份二甲基丙烯酸乙二醇酯、2份的三偏磷酸钠混合均匀后进行挤出，得到可降解塑料。对比例2（1）将8份的纳米硫酸钡用0.5份的环氧基硅烷进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米硫酸钡用2份的环氧氯丙烷与4份的丙烯酸甲酯进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米硫酸钡与65份的聚合度为900的淀粉、40份的聚合度为120的丙烯酸酯橡胶、4份二甲基丙烯酸乙二醇酯、2份的三偏磷酸钠混合均匀后进行挤出，得到可降解塑料。对比例3（1）将8份的纳米硫酸钡用0.5份的环氧基硅烷进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米硫酸钡用2份的聚苯乙烯与4份的丙烯酸甲酯进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米硫酸钡与65份的聚合度为1200的淀粉混合均匀后在电场强度为1.2kv/m的电场方向不变的平行电场中进行挤出，得到混合料；（4）将步骤3得到的混合料与40份的聚合度为230的丙烯酸酯橡胶、4份二甲基丙烯酸乙二醇酯、2份的三偏磷酸钠混合均匀后进行挤出，得到可降解塑料。对比例4（1）将8份的纳米硫酸钡用0.5份的环氧基硅烷进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米硫酸钡用2份的环氧氯丙烷与4份的丙烯酸甲酯进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米硫酸钡与40份的聚合度为230的丙烯酸酯橡胶、4份二甲基丙烯酸乙二醇酯、2份的三偏磷酸钠、65份的聚合度为1200的淀粉混合均匀后在电场强度为1.2kv/m的电场方向不变的平行电场中进行挤出，得到可降解塑料。对比例5（1）将8份的纳米硫酸钡用0.5份的环氧基硅烷进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米硫酸钡用2份的环氧氯丙烷与4份的丙烯酸甲酯进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米硫酸钡与65份的聚合度为800的淀粉混合均匀后在电场强度为1.2kv/m的电场方向不变的平行电场中进行挤出，得到混合料；（4）将步骤3得到的混合料与40份的聚合度为150的丙烯酸酯橡胶、2份的三偏磷酸钠、4份二甲基丙烯酸乙二醇酯混合均匀后进行挤出，得到可降解塑料。将上述实施例1-3和对比例1-5中的可降解塑料，进行性能检测，记录数据如下：性能缺口冲击强度（kj/m2）加工性实施例111.5++++实施例210.7++++实施例311.3++++对比例17.8++++对比例28.5++++对比例39.4++++对比例47.2++++对比例511.6++注：“+”越多，说明性能越好。对上述实验数据分析可知，实施例1-3中制备得到的本发明可降解塑料，纳米硫酸钡分散均匀，与淀粉的相容性好，可降解塑料抗冲击性好，加工性好；而对比例1中，未使用改性剂对纳米硫酸钡进行改性处理，尽管加入了分散剂，但纳米硫酸钡分散效果差，与淀粉的相容性差，可降解塑料的抗冲击性显著降低；对比例2中未在电场中进行复合处理，纳米硫酸钡分散效果差，可降解塑料的抗冲击性显著降低；对比例3中改性剂不是本申请所规定的，纳米硫酸钡分散效果差，可降解塑料的抗冲击性显著降低；对比例4中交联反应同样在电场中进行，电场对交联反应产生不利影响，使得到的可降解塑料的抗冲击性降低；对比例5中使用的淀粉和丙烯酸酯橡胶聚合度过小，复合后虽然抗冲击性有所增加，但其加工性显著降低，不利于高抗冲可降解塑料的应用。当前第1页12