[0017] 下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述,但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
[0018] 本申请中部分原料的介绍:
[0019] 聚氯乙烯,牌号Alpha PVC 2222C‑78,购于东莞京辰塑胶原料有限公司。
[0020] 木薯淀粉,采用市售食品级木薯淀粉,货号:612,购于厦门橙邦恺轩生物科技有限公司。
[0021] 麦芽糖醇,CAS号:585‑88‑6,购于上海麦克林生化科技有限公司。
[0022] 三异硬脂酸钛酸异丙酯,CAS号:61417‑49‑0,纯度:98%,购于湖北鑫鸣泰化学有限公司。
[0023] 环氧大豆油,CAS号:8013‑07‑8,纯度:99%,购于上海宝曼生物科技有限公司。
[0024] 过硼酸钠,CAS号:7632‑04‑4,购于北京偶合科技有限公司。
[0025] 普鲁兰酶,CAS号:9075‑68‑7,酶活:1u/mg,购于上海源叶生物科技有限公司。
[0026] 六偏磷酸钠,CAS号:10124‑56‑8,购于青州市科缔化工有限公司。
[0027] 焦磷酸钾,CAS号:7320‑34‑5,购于山东西亚化工科技有限公司。
[0028] 聚对二氧环己酮,CAS号:31621‑87‑1,分子量:10000,购于武汉远成共创科技有限公司。
[0029] 实施例1
[0030] 一种可降解塑料,由以下重量份原料组成:
[0031] 90重量份聚氯乙烯、20重量份改性木薯淀粉、1.5重量份麦芽糖醇、3重量份三异硬脂酸钛酸异丙酯、3.5重量份环氧大豆油、2重量份聚对二氧环己酮。
[0032] 所述改性木薯淀粉由以下方法制备而成:
[0033] 1)氧化反应:将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中,混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8,然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时,离心、洗涤,冷冻干燥后得到木薯淀粉A;
[0034] 2)酶解反应:将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀,升温至100℃搅拌50min,然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h,再经过4℃低温重结晶得到悬浮液,离心、洗涤,冷冻干燥后得到木薯淀粉B;
[0035] 3)接枝改性:将步骤2)得到的木薯淀粉B加入100重量份的100℃水中,在100℃搅拌加热50min,然后冷却至25℃时加入5重量份六偏磷酸钠反应2h,离心、洗涤,冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
[0036] 一种可降解塑料的制备方法,包括以下步骤:
[0037] (1)按配方加入改性木薯淀粉、麦芽糖醇以500rpm的转速混合10min,再加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、环氧大豆油和聚对二氧环己酮混合15min,得到混合物;
[0038] (2)向步骤(1)得到的混合物中加入聚氯乙烯以600rpm的转速共混35min,再放入挤出机中挤出造粒,注塑成型,即得可降解塑料。所述挤出工艺条件为:螺杆转速为200rpm,挤出段工作温度为165℃。
[0039] 对比例1
[0040] 一种可降解塑料,由以下重量份原料组成:
[0041] 90重量份聚氯乙烯、20重量份木薯淀粉、1.5重量份麦芽糖醇、3重量份三异硬脂酸钛酸异丙酯、3.5重量份环氧大豆油、2重量份聚对二氧环己酮。
[0042] 一种可降解塑料的制备方法,包括以下步骤:
[0043] (1)按配方加入木薯淀粉、麦芽糖醇以500rpm的转速混合10min,再加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、环氧大豆油和聚对二氧环己酮混合15min,得到混合物;
[0044] (2)向步骤(1)得到的混合物中加入聚氯乙烯以600rpm的转速共混35min,再放入挤出机中挤出造粒,注塑成型,即得可降解塑料。所述挤出工艺条件为:螺杆转速为200rpm,挤出段工作温度为165℃。
[0045] 对比例2
[0046] 一种可降解塑料,由以下重量份原料组成:
[0047] 90重量份聚氯乙烯、20重量份改性木薯淀粉、1.5重量份麦芽糖醇、3重量份三异硬脂酸钛酸异丙酯、3.5重量份环氧大豆油、2重量份聚对二氧环己酮。
[0048] 所述改性木薯淀粉由以下方法制备而成:
[0049] 1)酶解反应:将50重量份木薯淀粉加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀,升温至100℃搅拌50min,然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h,再经过4℃低温重结晶得到悬浮液,离心、洗涤,冷冻干燥后得到预处理木薯淀粉;
[0050] 2)接枝改性:将步骤2)得到的预处理木薯淀粉加入100重量份的100℃水中,在100℃搅拌加热50min,然后冷却至25℃时加入5重量份六偏磷酸钠反应2h,离心、洗涤,冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
[0051] 一种可降解塑料的制备方法,包括以下步骤:
[0052] (1)按配方加入改性木薯淀粉、麦芽糖醇以500rpm的转速混合10min,再加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、环氧大豆油和聚对二氧环己酮混合15min,得到混合物;
[0053] (2)向步骤(1)得到的混合物中加入聚氯乙烯以600rpm的转速共混35min,再放入挤出机中挤出造粒,注塑成型,即得可降解塑料。所述挤出工艺条件为:螺杆转速为200rpm,挤出段工作温度为165℃。
[0054] 对比例3
[0055] 一种可降解塑料,由以下重量份原料组成:
[0056] 90重量份聚氯乙烯、20重量份改性木薯淀粉、1.5重量份麦芽糖醇、3重量份三异硬脂酸钛酸异丙酯、3.5重量份环氧大豆油、2重量份聚对二氧环己酮。
[0057] 所述改性木薯淀粉由以下方法制备而成:
[0058] 1)氧化反应:将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中,混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8,然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时,离心、洗涤,冷冻干燥后得到木薯淀粉A;
[0059] 2)酶解反应:将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀,升温至100℃搅拌50min,然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h,再经过4℃低温重结晶得到悬浮液,离心、洗涤,冷冻干燥后得到改性木薯淀粉。
[0060] 一种可降解塑料的制备方法,包括以下步骤:
[0061] (1)按配方加入改性木薯淀粉、麦芽糖醇以500rpm的转速混合10min,再加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、环氧大豆油和聚对二氧环己酮混合15min,得到混合物;
[0062] (2)向步骤(1)得到的混合物中加入聚氯乙烯以600rpm的转速共混35min,再放入挤出机中挤出造粒,注塑成型,即得可降解塑料。所述挤出工艺条件为:螺杆转速为200rpm,挤出段工作温度为165℃。
[0063] 实施例2
[0064] 一种可降解塑料,由以下重量份原料组成:
[0065] 90重量份聚氯乙烯、20重量份改性木薯淀粉、1.5重量份麦芽糖醇、3重量份三异硬脂酸钛酸异丙酯、3.5重量份环氧大豆油、2重量份聚对二氧环己酮。
[0066] 所述改性木薯淀粉由以下方法制备而成:
[0067] 1)氧化反应:将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中,混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8,然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时,离心、洗涤,冷冻干燥后得到木薯淀粉A;
[0068] 2)酶解反应:将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀,升温至100℃搅拌50min,然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h,再经过4℃低温重结晶得到悬浮液,离心、洗涤,冷冻干燥后得到木薯淀粉B;
[0069] 3)接枝改性:将步骤2)得到的木薯淀粉B加入100重量份的100℃水中,在100℃搅拌加热50min,然后冷却至25℃时加入5重量份焦磷酸钾反应2h,离心、洗涤,冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
[0070] 一种可降解塑料的制备方法,包括以下步骤:
[0071] (1)按配方加入改性木薯淀粉、麦芽糖醇以500rpm的转速混合10min,再加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、环氧大豆油和聚对二氧环己酮混合15min,得到混合物;
[0072] (2)向步骤(1)得到的混合物中加入聚氯乙烯以600rpm的转速共混35min,再放入挤出机中挤出造粒,注塑成型,即得可降解塑料。所述挤出工艺条件为:螺杆转速为200rpm,挤出段工作温度为165℃。
[0073] 实施例3
[0074] 一种可降解塑料,由以下重量份原料组成:
[0075] 90重量份聚氯乙烯、20重量份改性木薯淀粉、1.5重量份麦芽糖醇、3重量份三异硬脂酸钛酸异丙酯、3.5重量份环氧大豆油、2重量份聚对二氧环己酮。
[0076] 所述改性木薯淀粉由以下方法制备而成:
[0077] 1)氧化反应:将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中,混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8,然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时,离心、洗涤,冷冻干燥后得到木薯淀粉A;
[0078] 2)酶解反应:将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀,升温至100℃搅拌50min,然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h,再经过4℃低温重结晶得到悬浮液,离心、洗涤,冷冻干燥后得到木薯淀粉B;
[0079] 3)接枝改性:将步骤2)得到的木薯淀粉B加入100重量份的100℃水中,在100℃搅拌加热50min,然后冷却至25℃时加入5重量份改性剂反应2h,离心、洗涤,冷冻干燥得到改性木薯淀粉。所述改性剂为六偏磷酸钠与焦磷酸钾按质量比3:2的混合物。
[0080] 一种可降解塑料的制备方法,包括以下步骤:
[0081] (1)按配方加入改性木薯淀粉、麦芽糖醇以500rpm的转速混合10min,再加入三异硬脂酸钛酸异丙酯、环氧大豆油和聚对二氧环己酮混合15min,得到混合物;
[0082] (2)向步骤(1)得到的混合物中加入聚氯乙烯以600rpm的转速共混35min,再放入挤出机中挤出造粒,注塑成型,即得可降解塑料。所述挤出工艺条件为:螺杆转速为200rpm,挤出段工作温度为165℃。
[0083] 测试例1
[0084] 生物降解性能测试:参考GB/T 19275‑2003《材料在特定微生物作用下潜在生物分解和崩解能力的评价》,使用其中的土壤填埋试验方法,填埋时间为90天。
[0085] 具体实验方法:将实施例和对比例制备的可降解塑料裁剪成尺寸为3cm×3cm×2mm的样品,每组5个样品,称取烘干至恒重(W0)的样品,作上标记埋于土壤水保持能力为
60wt%和土壤湿度为36wt%条件相同的同一块活性土壤下10cm处,在填埋90天后取出对应的样品条,洗净后干燥称重(W1),计算失重率(%)=(W0‑W1)/W0×100。材料的生物降解能力以质量变化的平均失重率(%)为评价标准,数值越高,则生物降解能力越好。
[0086] 表1可降解塑料的生物降解性能
[0087] 平均失重率,%
实施例1 11.27
对比例1 3.97
对比例2 8.90
对比例3 6.01
实施例2 10.40
实施例3 13.86
[0088] 实施例1和对比例1‑3相比,采用本发明制备的改性木薯淀粉,能够有效提高塑料的降解性能。经过氧化、酶解和接枝改性后的木薯淀粉,会产生较多的短链淀粉,一方面在淀粉颗粒表面会产生大量的孔洞结构,导致比表面积增大,分散性提高,另一方面,经过氧化反应后,木薯淀粉的羧基含量得到增加,再对其进行酶解处理,又增加了木薯淀粉中的羟基含量,这些羧羟基和羟基均可以与偏磷酸根结合形成磷酯键,导致淀粉的极性降低,与非极性聚合物的相容性变好,在降解过程中,易于将大块聚乙烯分裂成小块,加快降解速率。
[0089] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。