一种冷水快速溶解的淀粉制造技术

本发明专利技术公开一种冷水快速溶解的淀粉

【技术实现步骤摘要】
一种冷水快速溶解的淀粉/PVA复合薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于功能性复合材料
，具体涉及一种冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]农药在农业生产中发挥着重要作用，据调查表明农药的使用可以挽回
30
～
40
％的作物损失
。
但目前固体农药内包装多用不可生物降解的聚丙烯
(PP)、
聚乙烯
(PE)、
涤纶树脂
(PET)、
玻璃纤维以及铝箔等，这会产生数量庞大的农药包装物，随意丢弃的包装袋容易造成环境，给人类以及其他生物带来严重的安全隐患
。
且农药在施用过程中，由于叶片的疏水性以及药物的黏附效果差，抵抗雨水冲刷效果差，导致药物利用率很低
。
此外，传统农药需要撕开包装使用，这会让使用者直接接触到药物，可能会给人体健康带来危害，严重的还会导致中毒事件的发生
。
为解决上述问题，需要设计一种既能冷水快速溶解
、
力学性能优越且具有乳化或悬浮性能以提高药物在水体中的分散性和黏附率的农药内包装袋
。
[0003]目前，制备水溶性薄膜所用的原料中，有利用壳聚糖
、
纤维素与甘油复合或添加一些离子液体处理来的得到水溶膜，但得到的产品在性能上存在稳定性差
、
力学性能不优越
、
氧气阻隔性能弱等问题，有些还存在原料不易获得
、
产品毒性大的问题
。
从制备工艺上看，大多数薄膜的制备是基于流延法，该方法的溶液加工成型需经历溶解和干燥过程，存在工艺相对不稳定
、
成本高
、
产生废水
、
效率低
、
不利工业化等问题
。
[0004]聚乙烯醇
(PVA)
是一种无毒且可生物降解的高聚物，其主要结构为1，3‑
丙二醇，分子链上含大量亲水羟基，可以形成氢键
。
部分醇解度
(88
％
)
的
PVA
能够溶于水，其溶于水能形成胶液渗入土壤中，并增加土壤的团粘化
、
透气性和保水性，是一种土壤改良剂，特别适合于沙土改造
。
但
PVA
存在熔融温度与分解温度相近的缺陷，这导致其制备方法多为流延法，因此，纯
PVA
制备薄膜存在成本高，其水溶性膜的生产成本比常规塑料薄膜高
60
～
140
％
。
淀粉是一种可再生资源，具有来源广
、
价格低廉等特点，但由于淀粉中的羟基存在强分子间氢键作用导致其加工性能差，得到的产品机械强度弱，限制了其在多个方面的应用
。
[0005]淀粉
/PVA
薄膜常用的制备方法有流延法和热压成型法，这些方法存在工艺相对不稳定
、
成本高
、
能耗高
、
产生废水
、
不利于工业化大规模生产等问题
。
淀粉
/PVA
薄膜的制备方法还有挤出吹膜技术，挤出吹膜是指螺杆将物料加热融化，通过高压空气将管膜吹胀到所要求的厚度，经冷却定型后成为薄膜，是一种塑料加工工艺，其加工的原理是在挤出机机筒加热和螺杆剪切的双重作用下塑化熔融，再通过螺杆的旋转以一定的压力和速度将材料熔体挤出至口模并吹胀成一定尺寸的膜泡，通过风环的冷却和牵引的拉伸将薄膜送入收卷机完成连续的薄膜制造
。
该方法的优点是设备简单
、
投资少
、
收效快
。
薄膜经拉伸
、
吹胀，力学强度高，废料少，不产生污水，对环境友好
。
[0006]机械活化
(MA)
是一种强烈的球磨过程，通过球磨介质高速运动时所产生的冲击
、
剪切
、
摩擦等作用力破坏固体物料致密的结晶结构，并使各组分之间形成紧密的相互作用
。
机械活化使固体物料的表观结构
、
理化性质
、
反应活性发生改变，进而对后续工艺和产品特
性产生积极影响，被认为是制备功能性复合材料的一种简单环保的预处理方法
。
将淀粉机械活化改性处理后可溶于冷水，酯化处理淀粉能带来双亲性和乳化性能也与
PVA
相容良好的特点，利用淀粉与
PVA
复合能够有效降低生产成本且减少包装带来的白色污染问题
。
[0007]由以上存在的问题，本专利技术利用机械活化协同酯化法处理淀粉
/PVA
并采用挤出吹膜的方法制备冷水快速可溶淀粉
/PVA
复合薄膜，将其作为农药的内包装袋，能够提高农药在水体中的分散性和在叶片上的黏附性的同时，还能降低水溶性膜成本，可实现经济化规模化生产
。

技术实现思路

[0008]针对以上问题，本专利技术提供一种冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜的制备方法，通过采用机械活化协同酯化技术将淀粉等原料进行处理，以提高其性能，再加入增塑剂并采用挤出吹膜方法制备出冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜
。
[0009]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0010]一种冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜，将淀粉
、
碳酸钙
、
氢氧化钠和酯化剂进行混合，将所得的混合物料进行机械活化处理，然后加入聚乙烯醇和增塑剂进行混合，将所得的水溶性膜前驱体经过挤出造粒和挤出吹膜处理，得到冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜
。
[0011]进一步地，所述淀粉
、
碳酸钙
、
氢氧化钠和酯化剂的质量比为
100:0.5
～
1:0.5
～
1:3
～8；所述聚乙烯醇
、
增塑剂和混合物料的质量比为
100:30
～
80:43
～
100。
[0012]进一步地，所述淀粉为玉米淀粉
、
马铃薯淀粉
、
木薯淀粉
、
红薯淀粉中的任一种或两种以上组合；所述玉米淀粉与马铃薯淀粉的质量比为
1:1
～2；所述玉米淀粉与红薯淀粉的质量比为
1:1
～2；所述玉米淀粉
、
木薯淀粉和红薯淀粉的质量比为
1:1:1
～
2。
[0013]进一步地，所述酯化剂为柠檬酸
、
马来酸
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜，其特征在于，将淀粉
、
碳酸钙
、
氢氧化钠和酯化剂进行混合，将所得的混合物料进行机械活化处理，然后加入聚乙烯醇和增塑剂进行混合，将所得的水溶性膜前驱体经过挤出造粒和挤出吹膜处理，得到冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜
。2.
根据权利要求1所述的冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜，其特征在于，所述淀粉
、
碳酸钙
、
氢氧化钠和酯化剂的质量比为
100:0.5
～
1:0.5
～
1:3
～8；所述聚乙烯醇
、
增塑剂和混合物料的质量比为
100:30
～
80:43
～
100。3.
根据权利要求2所述的冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉
、
马铃薯淀粉
、
木薯淀粉
、
红薯淀粉中的任一种或两种以上组合
。4.
根据权利要求2所述的冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜，其特征在于，所述酯化剂为柠檬酸
、
马来酸
、
辛烯基琥珀酸中的任一种或两种以上的组合；所述增塑剂为水
、
乙二醇
、
甘油
、
尿素任两种或三种以上的组合
。5.
根据权利要求1‑4任一所述的冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜，其特征在于，所述冷水快速溶解的淀粉
/PVA
复合薄膜的拉伸强度为
18
～
32MPa
，断裂伸长率为
175
～
195
％，水温为
23
～
27℃
时的溶解时间为
104
～
154s
，氧气透过量为
1.4
～
1.7cm3/(m2·
day
·
bar)。6.
一种如权利要求1‑4任一所述的冷水快速溶解的淀粉
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张燕娟，宋佳，黄祖强，伍泓睿，丁婕，胡华宇，甘涛，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：