一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜及其制備方法
【專利摘要】一種二氧化硅增強的己內酯?淀粉可降解薄膜，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成：玉米淀粉100份、小麥淀粉8?10份、納米二氧化硅3?5份、聚乙烯醇3?5份、甲醛1?2份、三聚氰胺2?3份、聚丙烯酰胺1?2份、DMF 80?100份、乙酸酐8?10份、吡啶100?120份、二乙二醇二甲醚120?150份、萘鈉溶液15?20份、己內酯5?8份、石油醚200?300份、四氫呋喃200?300份、甘油5?8份、聚己內酯5?8份、水適量。本發(fā)明所采用的淀粉能夠被生物降解，來源豐富、價格低廉，對環(huán)境友好；二氧化硅的加入，提高淀粉薄膜的強度、韌性和防水性能；制得的二氧化硅增強的己內酯?淀粉可降解薄膜防水性好、成本低且可生物降解，能有效緩解白色污染問題。
【專利說明】
一種二氧化硅増強的己內酯-淀粉可降解薄膜及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及薄膜生產技術領域，具體涉及一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜及其制備方法。
技術背景
[0002]隨著塑料工業(yè)的蓬勃發(fā)展，廢舊塑料薄膜垃圾帶來的環(huán)境污染也日趨嚴重，白色污染成為全球矚目的環(huán)境問題。因此，人們必須要加大力度去開發(fā)生物可降解的塑料薄膜，治理塑料廢棄物對環(huán)境所帶來污染問題。
[0003]淀粉是一種來源豐富、價格低廉的天然高分子材料，也是一種取之不盡用之不竭的可再生資源，它能在多種環(huán)境條件下被生物降解，最終降解產物二氧化碳和水可以通過植物的光合作用再循環(huán)，不會對環(huán)境造成任何污染。因此，淀粉被廣泛應用于可降解塑料薄膜的研究與產品開發(fā)，并且已經取得了重大的進展。
[0004]作者宋小麗在淀粉基可降解復合薄膜的制備及性能研究一文中，利用淀粉、殼聚糖、甘油、坡縷石制備了一種淀粉基可降解復合薄膜，丙三醇為淀粉薄膜增塑劑，坡縷石改善淀粉薄膜的力學性能，制備的淀粉基可降解復合薄膜具有良好的生物降解性能。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種工藝簡單、生產成本低且對環(huán)境友好的二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜及其制備方法。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現(xiàn):
一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成:玉米淀粉100份、小麥淀粉8-10份、納米二氧化硅3-5份、聚乙烯醇3-5份、甲醛1-2份、三聚氰胺2-3份、聚丙烯酰胺1-2份、DMF 80-100份、乙酸酐8-10份、吡啶100-120份、二乙二醇二甲醚120-150份、萘鈉溶液15-20份、己內酯5-8份、石油醚200-300份、四氫呋喃200-300份、甘油5-8份、聚己內酯5-8份、水適量。
[0007]—種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，其由如下步驟制備而成:
(1)將納米二氧化硅放置于相當于其重量份3-4倍的水中；加入聚丙烯酰胺作分散劑，米用機械研磨分散l-2h;
(2)將小麥淀粉充分干燥，再與DMF在攪拌的條件下升溫到130-140V，保持4_5h，降溫到90-100 0C，滴加乙酸酐及吡啶，滴加完后繼續(xù)在90-100 0C下反應5_6h，冷卻，傾入冷水中沉淀，過濾、洗滌至中性，干燥，為白色粉末狀物質，即淀粉乙酸酯；
(3)在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管和通氮裝置的反應器中，加入二乙二醇二甲醚和淀粉乙酸酯，升溫到90-100°C使其溶解充分，然后降至室溫，在氮氣保護下加入萘鈉溶液，反應約15-20min后，加入己內酯，在110-130°C下反應10-12h，產物以1/3的石油醚進行沉淀后，再以四氫呋喃溶解、剩余的石油醚沉淀二次，產物干燥后為白色固體物，即己內酯接枝的淀粉；
(4)將玉米淀粉、己內酯接枝的淀粉、聚己內酯、聚乙烯醇加入相當于玉米淀粉重量份
10-12倍的水中，超聲分散20-30min；加入步驟(I)分散好的二氧化硅液體，70-80°C下糊化40-60min并機械攪拌;加入甲醛、三聚氰胺和甘油85-95°C繼續(xù)攪拌l_2h，趁熱倒在預熱的光滑玻璃板上，放入恒溫80-130°C的干燥箱中干燥30-50min，得到一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜。
[0008]一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，所述的萘鈉溶液的制備方法為:將萘和金屬鈉置于四氫呋喃中，于室溫和氮氣保護下反應10-12h，得濃度為0.8-lmol/L的萘鈉溶液。
[0009]一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，所述的DMF和吡啶使用前都需經過無水硫酸鈉進行干燥。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所采用的淀粉能夠被生物降解，來源豐富、價格低廉，對環(huán)境友好;聚己內酯可以作為粘合劑和增塑劑，并在淀粉表面接枝己內酯，有效促進聚己內酯與淀粉之間的均勻混合，提高薄膜的力學性能;甘油的加入能改善淀粉難溶、難熔的問題，對淀粉起到增塑作用；納米二氧化硅作為增強劑，提高淀粉薄膜的強度、韌性和防水性能;聚丙烯酰胺有助于二氧化硅在淀粉中的分散;本發(fā)明制得的淀粉薄膜強度高、成本低且可生物降解，能有效緩解白色污染問題。
【具體實施方式】
[0011]本實施例的二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其由如下重量份的原料制備而成:玉米淀粉100份、小麥淀粉8份、納米二氧化硅5份、聚乙烯醇5份、甲醛2份、三聚氰胺2份、聚丙烯酰胺2份、DMF 100份、乙酸酐8份、吡啶120份、二乙二醇二甲醚150份、萘鈉溶液15份、己內酯5份、石油醚300份、四氫呋喃300份、甘油8份、聚己內酯5份、水適量。
[0012]本實施例的二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，其由如下步驟制備而成:
(1)將納米二氧化硅放置于相當于其重量份4倍的水中；加入聚丙烯酰胺作分散劑，采用機械研磨分散2h ；
(2)將小麥淀粉充分干燥，再與DMF在攪拌的條件下升溫到130°C，保持4h，降溫到1000C，滴加乙酸酐及吡啶，滴加完后繼續(xù)在1000C下反應6h，冷卻，傾入冷水中沉淀，過濾、洗滌至中性，干燥，為白色粉末狀物質，即淀粉乙酸酯；
(3)在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管和通氮裝置的反應器中，加入二乙二醇二甲醚和淀粉乙酸酯，升溫到100°C使其溶解充分，然后降至室溫，在氮氣保護下加入萘鈉溶液，反應約20min后，加入己內酯，在130°C下反應10h，產物以1/3的石油醚進行沉淀后，再以四氫呋喃溶解、剩余的石油醚沉淀二次，產物干燥后為白色固體物，即己內酯接枝的淀粉；
(4)將玉米淀粉、己內酯接枝的淀粉、聚己內酯、聚乙烯醇加入相當于玉米淀粉重量份12倍的水中，超聲分散30min ；加入步驟(I)分散好的二氧化硅液體，80°C下糊化40_60min并機械攪拌;加入甲醛、三聚氰胺和甘油95°C繼續(xù)攪拌2h，趁熱倒在預熱的光滑玻璃板上，放入恒溫80°C的干燥箱中干燥50min，得到一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜。
[0013]經測試，本實施例的己內酯接枝的淀粉可降解塑料薄膜拉伸強度大于30MPa，斷裂伸長率大于150%，透光率大于90%，薄膜兩側溫度差大于5°C。
【主權項】
1.一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成:玉米淀粉100份、小麥淀粉8-10份、納米二氧化硅3-5份、聚乙烯醇3-5份、甲醛1-2份、三聚氰胺2-3份、聚丙烯酰胺1-2份、DMF 80-100份、乙酸酐8-10份、吡啶100-120份、二乙二醇二甲醚120-150份、萘鈉溶液15-20份、己內酯5-8份、石油醚200-300份、四氫呋喃200-300份、甘油5-8份、聚己內酯5-8份、水適量。2.—種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，其由如下步驟制備而成: 將納米二氧化硅放置于相當于其重量份3-4倍的水中；加入聚丙烯酰胺作分散劑，采用機械研磨分散l_2h; 將小麥淀粉充分干燥，再與DMF在攪拌的條件下升溫到130-140°C，保持4-5h，降溫到90-100°C，滴加乙酸酐及吡啶，滴加完后繼續(xù)在90-100°C下反應5-6h，冷卻，傾入冷水中沉淀，過濾、洗滌至中性，干燥，為白色粉末狀物質，即淀粉乙酸酯； 在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管和通氮裝置的反應器中，加入二乙二醇二甲醚和淀粉乙酸酯，升溫到90-100°C使其溶解充分，然后降至室溫，在氮氣保護下加入萘鈉溶液，反應約15-20min后，加入己內酯，在110-130°C下反應10-12h，產物以1/3的石油醚進行沉淀后，再以四氫呋喃溶解、剩余的石油醚沉淀二次，產物干燥后為白色固體物，即己內酯接枝的淀粉； 將玉米淀粉、己內酯接枝的淀粉、聚己內酯、聚乙烯醇加入相當于玉米淀粉重量份?ο-υ 倍的水中 ，超聲分散20-30min ；加入步驟(I)分散好的二氧化硅液體，70-80 °C下糊化40-60min并機械攪拌;加入甲醛、三聚氰胺和甘油85-95°C繼續(xù)攪拌l_2h，趁熱倒在預熱的光滑玻璃板上，放入恒溫80-130°C的干燥箱中干燥30-50min，得到一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜。3.一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，所述的萘鈉溶液的制備方法為:將萘和金屬鈉置于四氫呋喃中，于室溫和氮氣保護下反應10-12h，得濃度為0.8-lmol/L的萘鈉溶液。4.一種二氧化硅增強的己內酯-淀粉可降解薄膜，其特征在于，所述的DMF和吡啶使用前都需經過無水硫酸鈉進行干燥。
【文檔編號】C08K3/36GK105885114SQ201610477693
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】程彥明
【申請人】安徽德琳環(huán)保發(fā)展（集團）有限公司