一种全降解粒子及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料技术领域，特别涉及一种全降解粒子及其制备方法。
【背景技术】
[0002]育苗是农业生产中最重要的技术环节，首先在苗圃、温床或温室里培育幼苗，成苗后移植至田间。塑料营养钵/盘是最早采用的育苗技术，但是这种技术存在3个问题限制了其推广。首先是塑料营养钵/盘不易降解，需要在移栽种苗后进行人工回收；其次是育苗后需要人工移栽种苗比较费时费工；最后是移栽过程中容易造成作物的根系受到伤害影响作物的生产，造成作物减产。
[0003]目前解决塑料营养钵/盘的方法主要有土钵育苗，纸钵育苗，秸杆(植物纤维等)胶粘育苗。但是这些方法中土钵育苗虽然具有安全、简单、便宜等优点，但是土钵易碎，在育苗期内的潮湿、保温的环境下基本全碎，无法在育苗后再运输，因而这种方法不适合育苗企业、工厂、科研院所使用。对于纸钵育苗虽然安全便宜，但是与土钵类似，无法在潮湿、保温的环境下使用。对于秸杆(植物纤维等)胶粘育苗，虽然具有使用时间长、抗震性较好、价格低、可功能集成等优点，但是，在制造胶粘育苗器皿中添加了胶黏剂，长期使用，必然对土壤造成严重的危害。
【发明内容】
[0004]针对上述部分问题，本发明提供了一种全降解粒子及其制备方法。
[0005]所述全降解粒子包括多糖和淀粉，所述全降解粒子利用所述多糖与淀粉的分子结构具有相似相容性来破坏所述淀粉分子自身羟基间的氢键，进而通过在所述淀粉分子的表面引入几个或几十个多糖的分子来增塑所述淀粉分子；所述多糖的分子量小于I万。
[0006]一种全降解粒子的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0007]S1:在所述混料机静止时，将所述淀粉、分子量小于I万的多糖添加进去，启动所述混料机运转；
[0008]S2:在所述混料机旋转5?10分钟之后，在搅拌中加入开口剂和能增加淀粉和多糖混料的流动性的物质，并继续搅拌10分钟。
[0009]S3:将S2中混匀的物料置于双螺杆挤出机中造粒，得到全降解粒子。
[0010]本发明提供的全降解粒子使用多糖塑化，无需对淀粉进行修饰、改性，使用的材料安全、可循环、无毒，不需要使用偶联剂，不需要纳米二氧化硅的修饰、不需要对淀粉进行疏水处理。所述全降解粒子制备方法简单，易于产业化生产，制成的一次性用品能够全降解。
【附图说明】
[0011]图1全降解育苗器皿的抗震性实验；
[0012]图2淀粉基粒子的降解曲线。
【具体实施方式】
[0013]首先需要阐明的是，以往全降解热塑性材料通常使用直链淀粉制备，但是本发明对淀粉结构要求不高，因而所使用的淀粉为常规淀粉制备，既不需要原材料含有高比例的直链淀粉，也不需要对天然淀粉进行直链淀粉提取。
[0014]在这个实施例中侧重介绍全降解粒子的制备原理，即通过使用淀粉和分子量小于I万的多糖来制作具有热塑性的材料。这里淀粉是一种大分子量的多糖，其分子量可达到几万甚至十几万，所述淀粉的颗粒的粒径也很大，在几十微米。在这个实施例中，利用多糖与淀粉结构具有相似相容性，从而能够破坏淀粉颗粒自身羟基间的氢键，进而在大的淀粉颗粒表面引入几个或几十个分子量小于I万的多糖分子，达到增塑淀粉分子的目的。
[0015]优选的，对于100份淀粉，需要添加10份多糖。
[0016]由于淀粉和多糖的混料具有亲水性，流动性较差，比较难造粒，因而添加了开口剂和能增加淀粉和多糖的混料的流动性的物质。
[0017]可选的，所述增加淀粉和多糖的混料的流动性的物质可以为硬脂酸，硬脂酸钙、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、乙交酯等物质中的一种或多种组合；所述开口剂可以为液体石蜡，棕榈油、椰子油、硅油等物质中的一种或多种组合。所添加的这两类物质分别为淀粉含量的I %?3 %、0.01 %?0.05 %，进一步地，如果添加的能增加淀粉和多糖的混料的流动性的物质添加的含量为淀粉含量的I %，则添加的开口剂的含量为0.03%。
[0018]优选的，在全降解粒子的成分中添加的能增加淀粉和多糖的混料的流动性的物质为硬脂酸，开口剂为液体石蜡。增加的硬脂酸的熔点在80°C左右，增加的石蜡是开口剂，熔融的温度低，可以利用这两种物质能够更好的在不同温度区增加淀粉和多糖混合粉体的流动性。同时，石蜡具有疏水性，但是与淀粉的相容性很差，而硬脂酸为两性材料，因此能够很好增加材料间的相容性。这里选择硬脂酸和液体石蜡相对具有相同作用的其它材料来说具有更尚的性价比。
[0019]优选的，对于100份淀粉，所述硬脂酸的含量为I?3份；所述液体石蜡的含量为
0.01 ?0.05 份。
[0020]更优的，对于100份淀粉，如果硬脂酸的含量为I份，则液体石蜡的含量为0.03。
[0021]这样获得的全降解粒子就是以淀粉为主体材料，利用生物多糖与淀粉结构互补的特点，使用生物多糖作为增塑剂、增强剂，将所述多糖与淀粉共混后，可以有效的增塑淀粉分子，因而所述述全降解粒子具有安全、环保的特点，同时提高了使用所述全降解粒子制成热塑性器皿的抗震性。
[0022]其中，所述多糖可以为一种或多种多糖的组合，例如可以是普鲁兰糖、海藻酸钠、壳聚糖或其它分子量小于I万的多糖；而淀粉可以是一种或多种淀粉的组合，例如可以是玉米淀粉、红薯淀粉、紫薯淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉、土豆淀粉或其它淀粉。
[0023]在一个实施例中，提供了一种全降解粒子的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0024]S1:在所述混料机静止时，将所述淀粉、分子量小于I万的多糖添加进去，启动所述混料机运转；
[0025]S2:在所述混料机旋转5?10分钟之后，在搅拌中加入开口剂和能增加淀粉和多糖混料流动性的物质，并继续搅拌10分钟。
[0026]S3:将S2中混匀的物料置于双螺杆挤出机中造粒，得到全降解粒子。
[0027]在这里，先将淀粉与分子量小于I万的多糖混合，可以利用多糖与淀粉结构相近，具有很好的相容性。通过多糖的羟基与淀粉的羟基形成作用力，破坏淀粉羟基间形成的氢键，在大的淀粉颗粒表面引入几个或几十个分子量小于I万的生物分子多糖，从而得到热塑性淀粉。
[0028]优选的，在步骤SI中淀粉与多糖的成分关系为:所述多糖的含量为所述淀粉含量的10%，对所述多糖的要求为的所述多糖的分子量小于I万；
[0029]由于淀粉和多糖的混料具有亲水性，流动性较差，比较难造粒，因而添加了开口剂和能增加淀粉和多糖的混料的流动性的物质。
[0030]可选的，所述增加淀粉和多糖的混料的流动性的物质可以为硬脂酸，硬脂酸钙、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、乙交酯等物质中的一种或多种组合；所述开口剂可以为液体石蜡，棕榈油、椰子油、硅油等物质中的一种或多种组合。所添加的这两类物质分别为淀粉含量的I %?3 %、0.01 %?0.05 %，进一步地，如果添加的能增加淀粉和多糖的混料的流动性的物质添加的含量为淀粉含量的I %，则添加的开口剂的含量为0.03%。
[0031]优选的，在全降解粒子的成分中添加的能增加淀粉和多糖的混料的流动性的物质为硬脂酸，开口剂为液体石蜡。增加的硬脂酸的熔点在80°C左右，增加的石蜡是开口剂，熔融的温度低，可以利用这两种物质能够更好的在不同温度区增加淀粉和多糖混合粉体的流动性。同时，石蜡具有疏水性，但是与淀粉的相容性很差，而硬脂酸为两性材料，因此能够很好增