一种热塑性淀粉及其生产工艺的制作方法

文档序号:29956517发布日期:2022-05-11 08:07阅读:528来源:国知局

1.本发明涉及绿色环保技术领域,特别涉及可降解材料生产技术领域,尤其是一种热塑性淀粉及其生产工艺。


背景技术:

2.由于淀粉属于多糖高分子化合物,分子中含有大量的羟基,能够形成大量分子内和分子间氢键,形成微晶结构的完整颗粒,导致其熔融加工温度远高于其热分解温度,因而不具备热塑加工性,大大限制了淀粉的应用。然而,淀粉中加入增塑剂后,在热和剪切力的作用下可以制备热塑性淀粉,从而改善淀粉的加工性能和使用性能,实现淀粉的广泛应用,可与pbat、ldpe、lldpe等物理混匀直接吹膜、流延、挤出等,薄膜光滑细腻、柔韧性好,与pbat、pbs、pcl等共混产品可满足工业、家庭堆肥要求,且具有优异的可降解性,是一种绿色环保的新型材料。
3.鉴于热塑性淀粉的广泛用途及可降解性,本发明的目的在于开发出一种新型的热塑性淀粉及其生产工艺。


技术实现要素:

4.为解决上述技术问题,本发明提供了一种热塑性淀粉,包括如下组分:70-90重量份的淀粉、5-15重量份的水、2-4重量份的甘油、1-3重量份的润滑剂及1-3重量份的降解助剂。
5.其中,所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉中的一种或多种。
6.其中,所述淀粉的粒径为5-100μm。
7.其中,所述润滑剂为白油。
8.其中,降解助剂为二乙二硫代氨基甲酸铁、二丁基三硫代氨基甲酸铁、高活型al(oh)3、γ-al2o3中一种或多种。
9.本发明还提供了一种热塑性淀粉的生产工艺,包括如下步骤:
10.s1.将重量份的水加入到搅拌罐中,并启动高速搅拌;
11.s2.基于步骤s1,在高速搅拌状态下将重量份的甘油及润滑剂加入到搅拌罐中实现均匀混合;
12.s3.基于步骤s2,在高速搅拌状态下将重量份的淀粉加入到搅拌罐中,并配合超声波实现淀粉在水溶液中的均匀混合;
13.s4.基于步骤s3,在高速搅拌状态下将重量份的降解助剂加入到搅拌罐中,在高速搅拌及超声作用下获得均匀乳化的淀粉溶液;
14.s5.将步骤s4获得的淀粉溶液在真空状态下烘干至粘稠状态;
15.s6.将步骤s5获得的粘稠淀粉溶液通过挤出成型及切断方式造粒,获得热塑性淀粉母粒。
16.其中,步骤s1中,搅拌速率为500-2000转/小时。
17.其中,步骤s5中,真空度为5-200kpa,烘干温度为50-70℃。
18.通过上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
19.1、本发明的热塑性淀粉,其采用水及甘油作为增塑剂以增加淀粉的加工性能,并通过添加白油作为润滑剂增加淀粉的使用性能,同时通过添加的降解助剂进一步增加了淀粉的可降解性,其加工成可降解的母粒后,可以作为填充助剂与pbat、ldpe、lldpe等物理混匀直接吹膜、流延、挤出等,薄膜光滑细腻、柔韧性好;也可以与pbat、pbs、pcl等共混产品可满足工业、家庭堆肥要求;
20.2、本发明的热塑性淀粉生产工艺,由于采用搅拌与超声乳化的方式并结合优化的工艺步骤,可以获得混合均匀且稳定性好的淀粉溶液,有利于后续造粒成型。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
22.实施例1:
23.本实施例1提供的热塑性淀粉,包括如下组分:70重量份50μm的玉米淀粉、5重量份的水、2重量份的甘油、1重量份的白油及1重量份的二乙二硫代氨基甲酸铁。
24.本实施例1的热塑性淀粉的生产工艺,包括如下步骤:
25.s1.将重量份的水加入到搅拌罐中,并1000转/小时进行高速搅拌;
26.s2.在高速搅拌状态下将重量份的甘油及润滑剂加入到搅拌罐中实现均匀混合;
27.s3.在高速搅拌状态下将重量份的淀粉加入到搅拌罐中,并配合超声波实现淀粉在水溶液中的均匀混合;
28.s4.在高速搅拌状态下将重量份的降解助剂加入到搅拌罐中,在高速搅拌及超声作用下获得均匀乳化的淀粉溶液;
29.s5.将步骤s4获得的淀粉溶液在真空状态下烘干至粘稠状态,真空度为500kpa,烘干温度为50℃;
30.s6.将步骤s5获得的粘稠淀粉溶液通过挤出成型及切断方式造粒,获得热塑性淀粉母粒。
31.实施例2:
32.本实施例2提供的热塑性淀粉,包括如下组分:80重量份100μm的马铃薯淀粉、10重量份的水、3重量份的甘油、2重量份的白油及2重量份的二丁基三硫代氨基甲酸铁。
33.本实施例2的热塑性淀粉的生产工艺,包括如下步骤:
34.s1.将重量份的水加入到搅拌罐中,并1000转/小时高速搅拌;
35.s2.在高速搅拌状态下将重量份的甘油及润滑剂加入到搅拌罐中实现均匀混合;
36.s3.在高速搅拌状态下将重量份的淀粉加入到搅拌罐中,并配合超声波实现淀粉在水溶液中的均匀混合;
37.s4.在高速搅拌状态下将重量份的降解助剂加入到搅拌罐中,在高速搅拌及超声作用下获得均匀乳化的淀粉溶液;
38.s5.将步骤s4获得的淀粉溶液在真空状态下烘干至粘稠状态,真空度为100kpa,烘干温度为60℃;
39.s6.将步骤s5获得的粘稠淀粉溶液通过挤出成型及切断方式造粒,获得热塑性淀
粉母粒。
40.实施例3:
41.本实施例3提供的热塑性淀粉,包括如下组分:40重量份50μm的玉米淀粉、40重量份50μm的马铃薯淀粉、15重量份的水、2重量份的甘油、3重量份的白油及1重量份的二乙二硫代氨基甲酸铁、1重量份的二丁基三硫代氨基甲酸铁。
42.本实施例3的热塑性淀粉的生产工艺,包括如下步骤:
43.s1.将重量份的水加入到搅拌罐中,并2000转/小时高速搅拌;
44.s2.在高速搅拌状态下将重量份的甘油及润滑剂加入到搅拌罐中实现均匀混合;
45.s3.在高速搅拌状态下将重量份的淀粉加入到搅拌罐中,并配合超声波实现淀粉在水溶液中的均匀混合;
46.s4.在高速搅拌状态下将重量份的降解助剂加入到搅拌罐中,在高速搅拌及超声作用下获得均匀乳化的淀粉溶液;
47.s5.将步骤s4获得的淀粉溶液在真空状态下烘干至粘稠状态,真空度为50kpa,烘干温度为70℃;
48.s6.将步骤s5获得的粘稠淀粉溶液通过挤出成型及切断方式造粒,获得热塑性淀粉母粒。
49.实施例4:
50.本实施例4提供的热塑性淀粉,包括如下组分:40重量份20μm的马铃薯淀粉、40重量份80μm的木薯淀粉、10重量份的水、3重量份的甘油、2重量份的白油及1重量份的高活型al(oh)3、1重量份的γ-al2o3。
51.本实施例4的热塑性淀粉的生产工艺,包括如下步骤:
52.s1.将重量份的水加入到搅拌罐中,并1500转/小时高速搅拌;
53.s2.在高速搅拌状态下将重量份的甘油及润滑剂加入到搅拌罐中实现均匀混合;
54.s3.在高速搅拌状态下将重量份的淀粉加入到搅拌罐中,并配合超声波实现淀粉在水溶液中的均匀混合;
55.s4.在高速搅拌状态下将重量份的降解助剂加入到搅拌罐中,在高速搅拌及超声作用下获得均匀乳化的淀粉溶液;
56.s5.将步骤s4获得的淀粉溶液在真空状态下烘干至粘稠状态,真空度为80kpa,烘干温度为60℃;
57.s6.将步骤s5获得的粘稠淀粉溶液通过挤出成型及切断方式造粒,获得热塑性淀粉母粒。
58.实施例5:
59.本实施例5提供的热塑性淀粉,包括如下组分:35重量份30μm的玉米淀粉、25重量份30μm的马铃薯淀粉、30重量份30μm的木薯淀粉、15重量份的水、4重量份的甘油、3重量份的白油及1重量份的二乙二硫代氨基甲酸铁、1重量份的二丁基三硫代氨基甲酸铁、1重量份的γ-al2o3。
60.本实施例5的热塑性淀粉的生产工艺,包括如下步骤:
61.s1.将重量份的水加入到搅拌罐中,并2000转/小时高速搅拌;
62.s2.在高速搅拌状态下将重量份的甘油及润滑剂加入到搅拌罐中实现均匀混合;
63.s3.在高速搅拌状态下将重量份的淀粉加入到搅拌罐中,并配合超声波实现淀粉在水溶液中的均匀混合;
64.s4.在高速搅拌状态下将重量份的降解助剂加入到搅拌罐中,在高速搅拌及超声作用下获得均匀乳化的淀粉溶液;
65.s5.将步骤s4获得的淀粉溶液在真空状态下烘干至粘稠状态,真空度为100kpa,烘干温度为70℃;
66.s6.将步骤s5获得的粘稠淀粉溶液通过挤出成型及切断方式造粒,获得热塑性淀粉母粒。
67.将实施例1-5获得的热塑性淀粉母粒注塑成样条,测试其拉伸性能和冲击性能,结果如下表所示:
68.序号拉伸强度(mpa)断裂伸长率(%)冲击强度(kj/m2)实施例1 12.8216.8实施例2 11.7167.3实施例3 13.1126.5实施例4 12.6258.3实施例5 14.2196.4
69.对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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