一种耐热可降解塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐热可降解塑料及其制备方法，包括以下步骤：将20

【技术实现步骤摘要】
一种耐热可降解塑料及其制备方法


[0001]本专利技术属于塑料
，具体涉及一种耐热可降解塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑料制品作为日常生活、工业生产中的易耗品，其用量大、废弃物回收及处理难度高，尤其是薄的塑料包装易破损难以重复利用而被丢弃，给生态环境带来了严重负担。以淀粉、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯等为原料加工而成的可降解塑料能够在自然条件下被降解，对环境友好，但是其耐热性较差、高温易变形，限制了材料的应用。中国专利CN107603178A公开了一种耐热的生物可降解塑料材料，包括以下重量份的原料：改性纤维素20
‑
52份、改性聚乳酸60
‑
75份、生物降解聚酯5
‑
34份、成核剂0.01
‑
0.08份、功能填料0.03
‑
0.8份。该塑料材料的生物降解性好，此外通过对纤维素和聚乳酸进行改性处理提高了塑料材料的耐热性能，但塑料材料的抗冲击性较差，不能满足市场需求。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种耐热可降解塑料及其制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种耐热可降解塑料的制备方法为：将20
‑
30重量份改性淀粉、10
‑
20重量份聚乳酸、12
‑
15重量份蛋白聚酰胺、3
‑
5重量份山梨醇、5
‑
8重量份二乙二醇醚、0.5
‑
1.5重量份甘油单巯基乙酸酯、0.5
‑
1.5重量份三异辛酸甘油酯投入到高速混合机中，在175
‑
185℃以600
‑
800rpm的转速搅拌15
‑
20min，然后投入到温度为175
‑
180℃、螺杆转速为100
‑
130rpm的双螺杆挤出机中挤出造粒，得到所述耐热可降解塑料。
[0005]甘油单巯基乙酸酯中的硫元素可以与所述蛋白聚酰胺中的硫原子之间形成氢键，增强所述蛋白聚酰胺与聚乳酸、改性淀粉之间的结合强度，从而提高所述耐热可降解塑料的机械强度。
[0006]优选的，一种耐热可降解塑料的制备方法为：将20
‑
30重量份改性淀粉、10
‑
20重量份聚乳酸、12
‑
15重量份蛋白聚酰胺、3
‑
5重量份山梨醇、5
‑
8重量份二乙二醇醚、0.5
‑
1.5重量份甘油单巯基乙酸酯、0.5
‑
1.5重量份三异辛酸甘油酯、3
‑
5重量份功能填料投入到高速混合机中，在175
‑
185℃以600
‑
800rpm的转速搅拌15
‑
20min，然后投入到温度为175
‑
180℃、螺杆转速为100
‑
130rpm的双螺杆挤出机中挤出造粒，得到所述耐热可降解塑料。
[0007]所述功能填料的制备方法为：将生物木聚糖、异丙醇、环己烷按质量比（0.5
‑
1）:（1
‑
1.5）:5混合后以200
‑
500rpm的转速搅拌3
‑
5min，再加入环己烷质量5
‑
10%的水，以800
‑
1000rpm的转速搅拌10
‑
15min，得到乳液Ⅰ；将β
‑
环糊精、壳聚糖、乳液Ⅰ按质量比（1
‑
2）:（3
‑
5）:（80
‑
100）混合，以800
‑
1000rpm的转速搅拌5
‑
10min，加入氨水将pH调至中性；再加入四乙酰氧基硅烷、氨水，所述四乙酰氧基硅烷、氨水与乳液Ⅰ的质量比为（1
‑
2）:（0.5
‑
1）:10，以800
‑
1000rpm的转速搅拌15
‑
20h；结
束后，加入乳液Ⅰ质量30
‑
50%的丙酮以200
‑
500rpm的转速搅拌5
‑
10min；离心、取沉淀水洗，冷冻干燥，得到所述功能填料。
[0008]所述改性淀粉的制备方法为：将混合淀粉投入到蒸汽爆破机中，以3.3
‑
3.5MPa的压力保压100
‑
115s；再与温度为65
‑
70℃、浓度为0.5
‑
1.2mol/L的草酸水溶液以1kg:（3.2
‑
4）L的浴比混合，振荡15
‑
20min；然后以10000
‑
12000rpm的转速离心脱水4
‑
6min，再在62
‑
65℃、气压为45
‑
60kPa的条件下减压干燥5
‑
7h，得到所述改性淀粉。所述振荡的工艺参数为：回旋振幅为2
‑
3mm，振荡速度为600
‑
700rpm。
[0009]本专利技术利用蒸汽爆破手段将渗进混合淀粉的蒸汽分子瞬时释放完毕，使蒸汽内能转化为机械能并作用于混合淀粉的分子之间，用较少的能量达成包括类酸性水解、氢键破坏、结构重排在内的对于混合淀粉的分解目的；并且，既避免了化学处理可能带来的二次污染问题，又获得了高效率的预处理充分程度。
[0010]经过蒸汽爆破处理的混合淀粉，内部氢键、无定形区和部分结晶区被破坏，此时在草酸的还原作用下，混合淀粉中的分子链的可动性增强，使得淀粉分子在动力学角度上向有序结构变化，这为混合淀粉带来良好的胶粘性能的，能使与其相接的聚乳酸和蛋白聚酰胺之间具有更强的胶粘强度和高弹性模量。
[0011]所述混合淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、麦芽糊精中的至少两种。作为一种优选的技术方案，所述混合淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、麦芽糊精以质量比（6
‑
10）:（2
‑
5）:（1
‑
5）组成的混合物。
[0012]玉米淀粉、木薯淀粉和麦芽糊精可与包括聚乳酸在内的高分子材料混和，以达到提高材料的生物降解性能的目的，并且也能显著增强基体材料的包括抗冲击、抗弯折等在内的力学强度，从而使这类环保可降解材料的生产成本降至最低。
[0013]所述蛋白聚酰胺的制备方法为：在20
‑
30℃，将复配蛋白、变性聚酰胺、四氢呋喃以质量比（4
‑
6）:（8
‑
11）:（90
‑
120）混合，加热至43
‑
45℃并以400
‑
600rpm的振荡速度和2
‑
3mm的回旋振幅振荡25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐热可降解塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将20
‑
30重量份改性淀粉、10
‑
20重量份聚乳酸、12
‑
15重量份蛋白聚酰胺、3
‑
5重量份山梨醇、5
‑
8重量份二乙二醇醚、0.5
‑
1.5重量份甘油单巯基乙酸酯、0.5
‑
1.5重量份三异辛酸甘油酯、3
‑
5重量份功能填料投入到高速混合机中，在175
‑
185℃以600
‑
800rpm的转速搅拌15
‑
20min，然后投入到温度为175
‑
180℃、螺杆转速为100
‑
130rpm的双螺杆挤出机中挤出造粒，得到所述耐热可降解塑料。2.如权利要求1所述耐热可降解塑料的制备方法，其特征在于，所述功能填料的制备方法为：将生物木聚糖、异丙醇、环己烷按质量比（0.5
‑
1）:（1
‑
1.5）:5混合后以200
‑
500rpm的转速搅拌3
‑
5min，再加入环己烷质量5
‑
10%的水，以800
‑
1000rpm的转速搅拌10
‑
15min，得到乳液Ⅰ；将β
‑
环糊精、壳聚糖、乳液Ⅰ按质量比（1
‑
2）:（3
‑
5）:（80
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100）混合，以800
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1000rpm的转速搅拌5
‑
10min，加入氨水将pH调至中性；再加入四乙酰氧基硅烷、氨水，所述四乙酰氧基硅烷、氨水与乳液Ⅰ的质量比为（1
‑
2）:（0.5
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1）:10，以800
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1000rpm的转速搅拌15
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20h；结束后，加入乳液Ⅰ质量30
‑
50%的丙酮以200
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500rpm的转速搅拌5
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10min；离心、取沉淀水洗，冷冻干燥，得到所述功能填料。3.如权利要求1所述耐热可降解塑料的制备方法，其特征在于，所述改性淀粉的制备方法为：将混合淀粉投入到蒸汽爆破机中，以3.3
‑
3.5MPa的压力保压100
‑
115s；再与温度为65
‑
70℃、浓度为0.5
‑
1.2mol/L的草酸水溶液以1kg:（3.2
‑
4）L的浴比混合，振荡15
‑
20min；然后以10000
‑
12000rpm的转速离心脱水4
‑
6min，再在62
‑
65℃、气压为45
‑
60kPa的条件下减压干燥5
‑
7h...

【专利技术属性】
技术研发人员：余景祥，
申请(专利权)人：北京禾易和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：