一种提高干淀粉制备生物降解塑料母料过程中分散性的方法与流程

本发明属于可生物降解塑料，涉及一种提高干淀粉制备生物降解塑料母料过程中分散性的方法。

背景技术：

1、随着人们环保意识的增强以及国家在环保方面的相关政策要求，对于塑料行业来讲，很多包装性的材料比如超市塑料袋、外卖餐盒等要求使用可生物降解塑料。目前市面上的可生物降解塑料最常见的主要有聚乳酸（pla）、二元酸和二元醇共聚酯（pbat）两种。这两种材料成本昂贵，而且由于这两种材料本身的性质，导致两种材料的加工性能较差，因此，在实际应用过程中，往往加入较大比例的填料，对其性能进行改进，同时降低可生物降解塑料母料的原料成本。目前pla和pbta最常用的填料为碳酸钙，而碳酸钙本身是无机物，自然界中碳酸钙是难以实现自然生物降解的。pla和pbta更为理想的填料是淀粉，目前较多的研究也涉及到淀粉在可生物降解塑料中的使用。目前，将淀粉应用在可生物降解的塑料中主要存在以下几个方面的技术障碍：一是淀粉本身的性质使得淀粉具有塑性差、成型困难的特点，不具有传统塑料的力学性能和使用性能；二是淀粉作为填料加入至塑料母料过程中需要加入约30%左右的甘油，而甘油后期的析出会导致母料粘性增加，影响后续加工和使用；三是目前商业淀粉中含水量较高，一般为13%左右，而商业淀粉加入至可降解塑料母料中之后，时间长了水分会缓慢析出，淀粉的回生性会导致可降解塑料产品变脆，力学性能下降。申请号为2021114585542的专利记载了低含水量干淀粉的制备过程，由干淀粉制备的塑料母粒，能够解决淀粉塑料产品“时效变脆”的现象，但是研究人员发现，在加工过程中，干淀粉在与pabt结合时，会发生“团聚”聚团现象，“团聚”的颗粒物会导致后续加工无法进行、以及最终产品内部组织均匀度下降、产品无法使用的问题。目前，还没有关于解决干淀粉与pbat合金在加工过程中出现这一问题的文献或专利报道。

技术实现思路

1、本发明针对干淀粉在使用过程中的“团聚”的问题，提出一种提高干淀粉在pbat塑料中分散性的方法。

2、为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：

3、一种提高干淀粉在pbat塑料中分散性的方法，包括以下步骤：

4、（1）先将生物油脂与pbat粒料在混料机中混合均匀；

5、（2）再将干淀粉加入到混料机中继续混合均匀，得到混合料；

6、（3）将混合料加入到塑料加工机中进行熔融加工，可得到组织均匀的淀粉与pbat合金。

7、其中，干淀粉为合金质量的10 -70%，生物油脂为干淀粉质量的2-10%。

8、优选地，所述生物油脂为植物油脂及其改性油脂、动物油脂及其改性油脂中的一种或者其结合。

9、优选地，干淀粉采用如下工艺制得：取湿磨法淀粉加工工序中含水量为15-30%wt的半湿淀粉，或

10、将水与市售淀粉混合，得到含水量为15-30%wt的半湿淀粉，在膨化机膨化后得到淀粉膨化体，然后将淀粉膨化体进行干燥、粉碎，得到含水量低于6%的干淀粉。

11、优选地，其特征在于，干淀粉加入量占母料重量的50-70%。

12、本发明的基本原理如下：

13、首先，能够解决干淀粉在使用中所产生的技术难题，减弱甚至消除“团聚”现象。另外，干淀粉与pbat合金在形成过程中，“团聚”现象会随着干淀粉含量的增多而严重，当干淀粉的含量小于合金质量的10%时，几乎不会发生该现象；当干淀粉的含量超过了合金质量的70%时，由于干淀粉的含量过高，干淀粉几乎挤满合金的组织，“团聚”现象反而不明显显现。故本发明对干淀粉含量的要求是10-70%。

14、其次，将生物油添加到pbat合金中作为分散剂，保持甚至提高了pbat塑料的生物可降解性能。另外，生物油的加入量不能太高，如果超出了所添加的干淀粉质量的10%，则会在淀粉与pbat合金表面出现较明显的油渍，影响到其使用；如果添加量如果过低，如低于2%，则不会起到较好的分散干淀粉的效果，因此，本发明对生物油添加量的要求是干淀粉质量的2-10%。

15、再次，采用了异于传统的添加方式来将生物油添加到淀粉中去：本发明要解决的问题是干淀粉加工过程中所产生的“团聚”现象，但是却将生物油先与pbat塑料基体混合，然后再与干淀粉相混合，其意义在于能够更好地提高干淀粉的分散性、生物油在干淀粉中分散性。

16、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

17、1.将生物油应用于降解塑料中作为干淀粉的分散剂。

18、2.在生物油的参与下，得到的干淀粉与pbat塑料合金的材质均匀度得到大幅提高。

19、3.干淀粉使用过程中不需要添加甘油等塑化剂，不存在塑化剂析出的问题，避免了塑化剂对母料的影响，最终产品的拉伸强度、撕裂强度、延伸率和冲击韧性等明显提升。

20、4.干淀粉与pbat合金产品不存在“时效变脆”的现象，且产品的保质期和使用周期大大延长。

技术特征：

1.一种提高干淀粉在pbat塑料中分散性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述提高干淀粉在pbat塑料中分散性的方法，其特征在于，所述生物油脂为植物油脂及其改性油脂、动物油脂及其改性油脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述提高干淀粉在pbat塑料中分散性的方法，其特征在于，干淀粉采用如下工艺制得：取湿磨法淀粉加工工序中含水量为15-30%wt的半湿淀粉，或

4.根据权利要求1所述提高干淀粉在pbat塑料中分散性的方法，其特征在于，干淀粉加入量占母料重量的50-70%。

技术总结
本发明属于可生物降解塑料技术领域，涉及一种提高干淀粉制备生物降解塑料母料过程中分散性的方法。在含水量低于6%的干淀粉中加入食用油，高速混合机中混合后，加入PLA或PBTA颗粒继续在高速混合机中进行混合，然后经挤出机挤出造粒，得到质地均匀的生物降解塑料母料。干淀粉加入食用油作为分散剂后可直接与PLA或PBAT混合加工，加工过程简单，克服了淀粉团聚的现象，淀粉添加量可达到70%，降低了PLA或PBAT的使用量，材料成本低。不存在塑化剂析出的问题，产品的拉伸强度、撕裂强度、延伸率和冲击韧性等明显提升。

技术研发人员：刘一帆
受保护的技术使用者：山东羽时生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16