醋酸乙烯酯接枝淀粉及其制备方法和应用、淀粉/PBAT复合材料及其制备方法

本发明涉及高分子材料，尤其涉及醋酸乙烯酯接枝淀粉及其制备方法和应用、淀粉/pbat复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、传统石油基塑料难以降解对环境造成严重影响，环保生物可降解塑料的开发研究已成为塑料行业未来发展的重要方向之一。聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(pbat)是一种性能优良的热塑性生物可降解材料，且延伸率高，韧性好，可应用于可降解膜袋、地膜等领域。但pbat本身价格较高，难以大规模推广应用。而淀粉作为一种天然大分子，来源广泛、价格便宜，将pbat和淀粉共混制备的淀粉/pbat复合材料能够在保证可降解的基础上降低材料成本，具有很好的发展前景。

2、但是淀粉与pbat材料的相容性差，需要加入增容剂改善二者的相容性。添加合适的增容剂不仅能进一步改善淀粉/pbat复合材料的性能，还能更多的加入淀粉且不影响复合材料的综合性能从而进一步降低成本。常用的增容剂主要有柠檬酸三丁酯(tbc)、亚磷酸三苯酯(tppi)、可溶性聚酯(pve)。但是这些增容剂的增容效果仍有待提高，不能完全使淀粉与pbat相容；并且价格较高，增加了生产成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供醋酸乙烯酯接枝淀粉及其制备方法和应用、淀粉/pbat复合材料及其制备方法。以本发明制备的醋酸乙烯酯接枝淀粉作为增容剂能够实现淀粉与pbat的完全相容，且成本低。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种醋酸乙烯酯接枝淀粉的制备方法，包括以下步骤：

4、将淀粉与水混合进行糊化，得到糊化淀粉；

5、将所述糊化淀粉、醋酸乙烯酯和引发剂混合进行接枝改性，得到所述醋酸乙烯酯接枝淀粉。

6、优选地，所述糊化的温度为80～120℃。

7、优选地，所述淀粉与醋酸乙烯酯的质量比为(0.8～1.2)：(1.8～2.2)。

8、优选地，所述引发剂为硝酸铈铵，所述引发剂的质量为淀粉质量的2.5～3.5％。

9、优选地，所述接枝改性的具体操作包括以下步骤：

10、在所述糊化淀粉中依次加入部分醋酸乙烯酯和部分引发剂，然后向所得混合料中同时滴加剩余醋酸乙烯酯和剩余引发剂；

11、所述部分醋酸乙烯酯为醋酸乙烯酯总质量的1/3，所述部分引发剂为引发剂总质量的1/3；所述剩余醋酸乙烯酯的滴加速度为3s/滴，所述剩余引发剂的滴加速度为20s/滴。

12、优选地，所述接枝改性的温度为40～60℃，时间为3～5h，所述接枝改性的时间以所述部分醋酸乙烯酯加入完毕开始计算；所述接枝改性在氮气气氛中进行。

13、本发明提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的醋酸乙烯酯接枝淀粉。

14、本发明提供了以上技术方案所述醋酸乙烯酯接枝淀粉作为增容剂在制备淀粉/pbat复合材料中的应用。

15、本发明提供了一种淀粉/pbat复合材料，包括以下质量份数的制备原料：淀粉1份，甘油0.25～0.5份，增容剂0.3～0.6份，pbat 0.8～1.2份；所述增容剂为以上技术方案所述的醋酸乙烯酯接枝淀粉。

16、本发明提供了以上技术方案所述淀粉/pbat复合材料的制备方法，包括以下步骤：

17、将所述淀粉、甘油和增容剂混合进行预塑化，将所得混合料与pbat进行双螺杆挤出加工，得到所述淀粉/pbat复合材料。

18、本发明提供了一种醋酸乙烯酯接枝淀粉的制备方法，包括以下步骤：将淀粉与水混合进行糊化，得到糊化淀粉；将所述糊化淀粉、醋酸乙烯酯和引发剂混合进行接枝改性，得到所述醋酸乙烯酯接枝淀粉。本发明以淀粉为原料，以水为溶剂，以醋酸乙烯酯为接枝单体，在引发剂的作用下制备得到接枝淀粉。以本发明制备得到的醋酸乙烯酯接枝淀粉作为增容剂对淀粉/pbat体系进行增容，能够显著改善淀粉和pbat的相容性，实现淀粉与pbat的完全相容；且本发明制备的醋酸乙烯酯接枝淀粉相较于其他增容剂，价格低且可全生物降解，使淀粉/pbat复合材料离全淀粉塑料更进一步，有望进入食品包装领域。

技术特征：

1.一种醋酸乙烯酯接枝淀粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述糊化的温度为80～120℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淀粉与醋酸乙烯酯的质量比为(0.8～1.2)：(1.8～2.2)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为硝酸铈铵，所述引发剂的质量为淀粉质量的2.5～3.5％。

5.根据权利要求1、3或4所述的制备方法，其特征在于，所述接枝改性的具体操作包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述接枝改性的温度为40～60℃，时间为3～5h，所述接枝改性的时间以所述部分醋酸乙烯酯加入完毕开始计算；所述接枝改性在氮气气氛中进行。

7.权利要求1～6任意一项所述制备方法制备得到的醋酸乙烯酯接枝淀粉。

8.权利要求7所述醋酸乙烯酯接枝淀粉作为增容剂在制备淀粉/pbat复合材料中的应用。

9.一种淀粉/pbat复合材料，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：淀粉1份，甘油0.25～0.5份，增容剂0.3～0.6份，pbat 0.8～1.2份；所述增容剂为权利要求7所述的醋酸乙烯酯接枝淀粉。

10.权利要求9所述淀粉/pbat复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了醋酸乙烯酯接枝淀粉及其制备方法和应用、淀粉/PBAT复合材料及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。本发明将淀粉与水混合进行糊化，得到糊化淀粉；将所述糊化淀粉、醋酸乙烯酯和引发剂混合进行接枝改性，得到所述醋酸乙烯酯接枝淀粉。本发明以淀粉为原料，以水为溶剂，以醋酸乙烯酯为接枝单体，在引发剂的作用下制备得到接枝淀粉。以本发明制备得到的醋酸乙烯酯接枝淀粉作为增容剂对淀粉/PBAT体系进行增容，能够实现淀粉与PBAT的完全相容；且本发明制备的醋酸乙烯酯接枝淀粉相较于其他增容剂，价格低且可全生物降解，使淀粉/PBAT复合材料离全淀粉塑料更进一步，有望进入食品包装领域。

技术研发人员：姜林旭,夏发明,方可,苏小雅,李金汤,孙治国,王晓广,王洪龙
受保护的技术使用者：武汉纺织大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16