【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可降解高分子材料，尤其涉及一种高断裂伸长率耐水型淀粉基降解塑料及其制备方法。
技术介绍
1、本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、塑料被广泛应用于农业、生活、医药等领域，是经济和社会发展必不可少的重要材料。大部分石油基塑料在自然环境下难以降解，对环境造成了严重的污染，生物基降解塑料是解决塑料污染的重要途径之一。淀粉基塑料是世界上成本最低、产量最大的降解塑料之一。但是淀粉分子含大量羟基，导致塑料耐水性和机械性能较差，限制了其应用范围。开发耐水型、高机械性能的淀粉基降解塑料是前沿持续研究的热点问题。
3、添加增强剂、高分子物质以及对淀粉进行疏水修饰等被广泛用于改善淀粉基降解塑料性能。增强剂或高分子物质与淀粉之间形成氢键作用，在高湿环境中容易被破坏，致使降解塑料耐水性仍然较差。淀粉羟基数量多和活性低，淀粉改性需要采用高活性的改性剂如酰氯、乙酸酐等，但这些改性剂毒性较大或价格昂贵。
4、植物油来源广泛，成本低廉，疏水性强。植物油双键可经环氧化、丙烯酸化后形成具有高活性的环氧大豆油丙烯酸酯（aeso）。aeso已被报道用于淀粉疏水包衣制备耐水型淀粉膜，但aeso包衣膜易脱落和破裂，脆性大。此外，aeso与淀粉极性不同，两者相容性较差，反应活性较低，且二者混合反应得到的淀粉基塑料断裂伸长率往往很低，限制了其应用。因此，如何提供一种具有高断裂伸长率的耐水型淀粉基降解塑
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种高断裂伸长率耐水型淀粉基降解塑料及其制备方法，解决了现有淀粉基降解塑料难以同时满足高耐水性和高断裂伸长率的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种高断裂伸长率耐水型淀粉基降解塑料的制备方法，包括如下步骤：
3、将氨基硅烷在水中水解后加入淀粉和强碱，搅拌反应后烘干，然后用乙醇水溶液洗涤，干燥后得到硅烷化淀粉；
4、将硅烷化淀粉、环氧大豆油丙烯酸酯和增强剂在水中加热搅拌，烘干，再置于110~140℃下进行固化反应，即得。
5、优选的，所述氨基硅烷选自3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷；所述水解的温度为10~40℃，水解的时间为1~3h。
6、优选的，所述强碱选自氢氧化钠或氢氧化钾。
7、优选的，所述将氨基硅烷在水中水解后加入淀粉和强碱，搅拌反应后烘干步骤中，氨基硅烷、淀粉、强碱和水的质量比为1 : (1.2~1.8) : (0.1~0.15) : (1.5~2.5)；搅拌反应的温度为10~40℃，时间为1~3h；烘干的温度为70~90℃，烘干的时间为20~30h。
8、优选的，所述乙醇水溶液的体积分数为50~90%，所述洗涤的次数为1~4次；所述干燥后得到硅烷化淀粉的干燥温度为50~80℃，干燥时间为10~30h。
9、优选的，所述硅烷化淀粉、环氧大豆油丙烯酸酯、增强剂和水的用量比为(60~70)g :(25~40)g : (1~5)g : (800~1200)ml。
10、优选的，所述增强剂选自微晶纤维素、壳聚糖或聚乙烯醇中的一种或多种。
11、优选的，所述将硅烷化淀粉、环氧大豆油丙烯酸酯和增强剂在水中加热搅拌步骤中，加热搅拌的步骤具体为：先在80~90℃加热搅拌20~40min，然后在60~80℃加热搅拌1~3h。
12、优选的，所述将硅烷化淀粉、环氧大豆油丙烯酸酯和增强剂在水中加热搅拌后的烘干步骤中，烘干的温度为60~80℃，烘干的时间为6~10h；所述固化反应的时间为1~5h。
13、第二方面，本专利技术提供了上述制备方法制备得到的高断裂伸长率耐水型淀粉基降解塑料。
14、与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：
15、（1）本专利技术首先合成了硅烷化淀粉，然后利用环氧大豆油丙烯酸酯（aeso）作为淀粉基塑料的增塑剂，经溶液流延法合成降解塑料膜，该制备方法能够显著提高淀粉基降解塑料的耐水性和力学性能，所制备的淀粉基降解塑料在保持较高拉伸强度的同时，断裂伸长率可达160%以上，具有良好的应用性能。
16、（2）本专利技术利用氨基硅烷和强碱改性淀粉，直接烘干后再通过醇洗涤去除未反应的氨基硅烷，相比于以往先过滤再烘干的方式得到不溶性硅烷化改性淀粉的技术方案，本专利技术可以得到高取代度的硅烷化淀粉。
17、（3）本专利技术高断裂伸长率耐水型淀粉基降解塑料在制备过程中所采用的溶剂为水和乙醇，无需使用有毒的有机溶剂，而且也无需加入其它光敏剂或催化剂，成本低廉、绿色环保且操作简单，适合大规模制备。
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1.一种高断裂伸长率耐水型淀粉基降解塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氨基硅烷选自3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷；所述强碱选自氢氧化钠或氢氧化钾；所述水解的温度为10~40℃，水解的时间为1~3h。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将氨基硅烷在水中水解后加入淀粉和强碱，搅拌反应后烘干步骤中，氨基硅烷、淀粉、强碱和水的质量比为1 : (1.2~1.8) :(0.1~0.15) : (1.5~2.5)。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将氨基硅烷在水中水解后加入淀粉和强碱，搅拌反应后烘干步骤中，搅拌反应的温度为10~40℃，时间为1~3h；烘干的温度为70~90℃，烘干的时间为20~30h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙醇水溶液的体积分数为50~90%，所述洗涤的次数为1~4次；所述干燥后得到硅烷化淀粉的干燥温度为50~80℃，干燥时间为10~30h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述增强剂选自微晶纤维素、壳聚糖或聚乙烯醇中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将硅烷化淀粉、环氧大豆油丙烯酸酯和增强剂在水中加热搅拌步骤中，加热搅拌的步骤具体为：先在80~90℃加热搅拌20~40min，然后在60~80℃加热搅拌1~3h。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将硅烷化淀粉、环氧大豆油丙烯酸酯和增强剂在水中加热搅拌后的烘干步骤中，烘干的温度为60~80℃，烘干的时间为6~10h；所述固化反应的时间为1~5h。
10.如权利要求1~9任一项所述的制备方法制备得到的高断裂伸长率耐水型淀粉基降解塑料。
...【技术特征摘要】
1.一种高断裂伸长率耐水型淀粉基降解塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氨基硅烷选自3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷；所述强碱选自氢氧化钠或氢氧化钾；所述水解的温度为10~40℃，水解的时间为1~3h。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将氨基硅烷在水中水解后加入淀粉和强碱，搅拌反应后烘干步骤中，氨基硅烷、淀粉、强碱和水的质量比为1 : (1.2~1.8) :(0.1~0.15) : (1.5~2.5)。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将氨基硅烷在水中水解后加入淀粉和强碱，搅拌反应后烘干步骤中，搅拌反应的温度为10~40℃，时间为1~3h；烘干的温度为70~90℃，烘干的时间为20~30h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙醇水溶液的体积分数为50~90%，所述洗涤的次数为1~4次；所述干燥后得到硅烷化淀粉的干燥温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨建雷，王文青，许士才，莫江洋，韦云威，王瑞，梁国营，
申请(专利权)人：德州学院，
类型：发明
国别省市：
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