專利名稱：一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于可降解材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法。
背景技術(shù)：
塑料產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，但由塑料廢棄物引起的“白色污染”問題也日益嚴(yán)重，難降解的塑料引發(fā)的環(huán)境污染問題越來越受到世界各國的關(guān)注和重視。使用可降解塑料是解決塑料污染的一個根本途徑。在尋求可降解塑料解決塑料垃圾污染的研究過程中，以淀粉為基礎(chǔ)原料得到的生物降解塑料得到了迅速的發(fā)展。在可生物降解塑料中，淀粉這種天然高分子物質(zhì)具有來源廣泛、價格低廉、再生周期短、能在多種環(huán)境下完全生物降解、不會對環(huán)境產(chǎn)生任何污染等優(yōu)點，是發(fā)展前景很好的天然生物降解材料。但淀粉基塑料的機械性能和耐熱性能較低，使其推廣應(yīng)用受到了很大限制。在塑料中加入纖維狀填料是提高塑料機械性能的一種有效方法。竹粉是竹子粉碎后得到的粉末，具有有纖維狀的形態(tài)結(jié)構(gòu)，故其可添加到塑料等材料中作為補強組分來使用。竹粉來源廣泛、價格低廉，其天然纖維的結(jié)構(gòu)具有生物降解性。白炭黑的化學(xué)名稱為水合無定形二氧化硅或膠體二氧化硅，是一種白色、安全無毒的微細(xì)粉狀物，具有多孔性、內(nèi)表面積大、高分散性、質(zhì)輕、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫、不燃燒、電絕緣性好等優(yōu)異性能，主要用作橡膠、塑料等產(chǎn)品的填充補強劑。截至目前，尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法見諸報道
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法。采用該方法制備的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料具有良好的機械性能、耐熱性能和生物降解性能，易于加工成具有生物降解性的各類塑料制品，能夠替代現(xiàn)有的污染環(huán)境的塑料制品以及生物難降解的塑料制品，在環(huán)境保護(hù)以及資源開發(fā)等方面都具有重要意義。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:步驟一、按重量份稱取以下各種原料:淀粉40 70份，竹粉10 20份，白炭黑5 15份,聚乙烯醇5 10份,增塑劑5 10份,復(fù)合助劑I 3份,水3 6份；所述復(fù)合助劑由聚乙烯蠟、硬脂酸、白油和偶聯(lián)劑按質(zhì)量比(27 32): (27 32): (27 32): (8 12)混合配制而成；所述增塑劑為二元醇或三元醇；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑；步驟二、將步驟一中稱取后的淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇、增塑劑、復(fù)合助劑和水加入混合機中混合均勻，得到混合料；步驟三、將步驟二中所述混合料加入雙螺桿擠出機中，在擠出溫度為140°C 170°C的條件下擠出，得到竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料。上述的一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法，其特征在于，步驟一中所述二元醇為乙二醇、1，2-丙二醇或1，3-丙二醇，所述三元醇為丙三醇。上述的一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑YDH-151或硅烷偶聯(lián)劑KH-570。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料采用淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇等物質(zhì)為原料制備得到，原料價格低廉，來源廣泛易得，能夠使資源得到合理地開發(fā)與利用，具有顯著的社會價值和經(jīng)濟價值。2、本發(fā)明竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料能夠在雙螺桿擠出機中一步完成，制備工藝簡單且易于操作，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。3、本發(fā)明采用來源廣泛、價格低廉的竹粉作為補強劑，充分利用其網(wǎng)狀纖維結(jié)構(gòu)及其易降解、易成型的優(yōu)良性能，制備得到機械性能好、生物降解性好的淀粉基可降解塑料，拓寬了竹粉的用途，使資源得到了合理地開發(fā)與利用；同時，竹粉中含有纖維素等成分，不僅補強了淀粉基可降解塑料的機械性能，而且使塑料更容易受到土壤中微生物的侵蝕，從而得到更快降解，尤其是在潮濕環(huán)境中降解速率更加迅速，最終顯著提高的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的降解性能。4、本發(fā)明采用白炭黑作補強劑，白炭黑所特有的超強粘附力、抗撕裂性、耐熱性等性能能夠顯著提高竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基的機械性能和耐熱性能。5、本發(fā)明加入聚乙烯醇能夠增大各原料之間的粘接力；加入增塑劑能夠增加混合料的可塑性和加工流動性；加入復(fù)合助劑能夠增加混合料的潤滑性能，改善各原料之間的界面性能，提高材料的表面光潔度和加工成型性。6、本發(fā)明制備的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料具有良好的機械性能、耐熱性能和生物降解性能，易于加工成具有生物降解性的各類塑料制品，能夠替代現(xiàn)有的污染環(huán)境的塑料制品以及生物難降解的塑料制品，在環(huán)境保護(hù)以及資源開發(fā)等方面都具有
重要意義。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實施例方式實施例1本實施例竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法包括以下步驟:步驟一、按重量份稱取以下各種原料:淀粉40份，竹粉15份，白炭黑6份，聚乙烯醇8份，增塑劑6份，復(fù)合助劑1.2份，水4份；所述復(fù)合助劑由聚乙烯蠟、硬脂酸、白油和偶聯(lián)劑按質(zhì)量比30: 30: 30: 10混合配制而成；所述增塑劑為三元醇，優(yōu)選的三元醇為丙三醇；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550 (化學(xué)名稱為3-氨基丙基二乙氧基娃燒)；步驟二、將步驟一中稱取后的淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇、增塑劑、復(fù)合助劑和水加入混合機中混合均勻，得到混合料；
步驟三、將步驟二中所述混合料加入雙螺桿擠出機中，在雙螺桿擠出機的加料段、熔融段、均化段、排料段的溫度依次為140°c、16(rc、17(rc、16(rc的條件下擠出，得到直徑
約3_的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的擠出物。本實施例制備的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的初始性能及其在潮濕土壤中經(jīng)過30天降解后的性能見表I。實施例2本實施例竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法包括以下步驟:步驟一、按重量份稱取以下各種原料:淀粉50份，竹粉10份，白炭黑5份，聚乙烯醇5份，增塑劑5份，復(fù)合助劑I份，水3份；所述復(fù)合助劑由聚乙烯蠟、硬脂酸、白油和偶聯(lián)劑按質(zhì)量比28: 32: 27: 12混合配制而成；所述增塑劑為三元醇，優(yōu)選的三元醇為丙三醇；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-570 (化學(xué)名稱為3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷);步驟二、將步驟一中稱取后的淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇、增塑劑、復(fù)合助劑和水加入混合機中混合均勻，得到混合料；步驟三、將步驟二中所述混合料加入雙螺桿擠出機中，在雙螺桿擠出機的加料段、熔融段、均化段、排料段的溫度依次為140°c、15(rc、17(rc、16(rc的條件下擠出，得到直徑約3_的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的擠出物。本實施例制備的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的初始性能及其在潮濕土壤中經(jīng)過30天降解后的性能見表I。實施例3本實施例竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法包括以下步驟:步驟一、按重量份稱取以下各種原料:淀粉60份，竹粉12份，白炭黑9份，聚乙烯醇6份，增塑劑6份，復(fù)合助劑2份，水6份；所述復(fù)合助劑由聚乙烯蠟、硬脂酸、白油和偶聯(lián)劑按質(zhì)量比30: 28: 32: 8混合配制而成；所述增塑劑為二元醇，優(yōu)選的二元醇為乙二醇；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑YDH-151 (化學(xué)名稱為乙烯基三乙氧基硅烷)；步驟二、將步驟一中稱取后的淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇、增塑劑、復(fù)合助劑和水加入混合機中混合均勻，得到混合料；步驟三、將步驟二中所述混合料加入雙螺桿擠出機中，在雙螺桿擠出機的加料段、熔融段、均化段、排料段的溫度依次為140°c、16(rc、17(rc、16(rc的條件下擠出，得到直徑約3_的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的擠出物。本實施例制備的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的初始性能及其在潮濕土壤中經(jīng)過30天降解后的性能見表I。實施例4本實施例竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法包括以下步驟:步驟一、按重量份稱取以下各種原料:淀粉65份，竹粉18份，白炭黑15份，聚乙烯醇10份，增塑劑7份，復(fù)合助劑3份， 水5份；所述復(fù)合助劑由聚乙烯蠟、硬脂酸、白油和偶聯(lián)劑按質(zhì)量比32: 27: 27: 8混合配制而成；所述增塑劑為二元醇，優(yōu)選的二元醇為乙二醇；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550 (化學(xué)名稱為3-氨丙基二乙氧基娃燒)；
步驟二、將步驟一中稱取后的淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇、增塑劑、復(fù)合助劑和水加入混合機中混合均勻，得到混合料；步驟三、將步驟二中所述混合料加入雙螺桿擠出機中，在雙螺桿擠出機的加料段、熔融段、均化段、排料段的溫度依次為140°c、15(rc、17(rc、16(rc的條件下擠出，得到直徑約3_的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的擠出物。本實施例制備的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的初始性能及其在潮濕土壤中經(jīng)過30天降解后的性能見表I。實施例5本實施例竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法包括以下步驟:步驟一、按重量份稱取以下各種原料:淀粉70份，竹粉20份，白炭黑12份，聚乙烯醇7份，增塑劑10份，復(fù)合助劑2.5份，水5份；所述復(fù)合助劑由聚乙烯蠟、硬脂酸、白油和偶聯(lián)劑按質(zhì)量比30: 30: 30: 8混合配制而成；所述增塑劑為二元醇，優(yōu)選的二元醇為1，2_丙二醇；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550 (化學(xué)名稱為3-氨丙基二乙氧基娃燒)；步驟二、將步驟一中稱取后的淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇、增塑劑、復(fù)合助劑和水加入混合機中混合均勻，得到混合料；步驟三、將步驟二中所述混合料加入雙螺桿擠出機中，在雙螺桿擠出機的加料段、熔融段、均化段、排料段的溫度依次為140°c、16(rc、17(rc、15(rc的條件下擠出，得到直徑約3_的竹粉/白炭黑復(fù)合 補強淀粉基可降解塑料的擠出物。本實施例制備的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的初始性能及其在潮濕土壤中經(jīng)過30天降解后的性能見表I。實施例6本實施例竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法包括以下步驟:步驟一、按重量份稱取以下各種原料:淀粉60份，竹粉15份，白炭黑12份，聚乙烯醇8份，增塑劑7份，復(fù)合助劑2份，水5份；所述復(fù)合助劑由聚乙烯蠟、硬脂酸、白油和偶聯(lián)劑按質(zhì)量比27: 27: 27: 12混合配制而成；所述增塑劑為二元醇，優(yōu)選的二元醇為1，3_丙二醇；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-570 (化學(xué)名稱為3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)；步驟二、將步驟一中稱取后的淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇、增塑劑、復(fù)合助劑和水加入混合機中混合均勻，得到混合料；步驟三、將步驟二中所述混合料加入雙螺桿擠出機中，在雙螺桿擠出機的加料段、熔融段、均化段、排料段的溫度依次為140°c、16(rc、17(rc、16(rc的條件下擠出，得到直徑約3_的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的擠出物。本實施例制備的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的初始性能及其在潮濕土壤中經(jīng)過30天降解后的性能見表I。表I本發(fā)明制備的可降解塑料降解前后的性能對比結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、按重量份稱取以下各種原料:淀粉40 70份，竹粉10 20份，白炭黑5 15份，聚乙烯醇5 10份，增塑劑5 10份，復(fù)合助劑I 3份，水3 6份；所述復(fù)合助劑由聚乙烯蠟、硬脂酸、白油和偶聯(lián)劑按質(zhì)量比(27 32): (27 32): (27 32): (8 12)混合配制而成；所述增塑劑為二元醇或三元醇；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑； 步驟二、將步驟一中稱取后的淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇、增塑劑、復(fù)合助劑和水加入混合機中混合均勻，得到混合料； 步驟三、將步驟二中所述混合料加入雙螺桿擠出機中，在擠出溫度為140°C 170°C的條件下擠出，得到竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法，其特征在于，步驟一中所述二元醇為乙二醇、1，2-丙二醇或1，3-丙二醇，所述三元醇為丙二酉字。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑YDH-151或硅烷偶聯(lián)劑KH-570。 ·
全文摘要
本發(fā)明提供了一種竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料的制備方法，包括以下步驟一、按一定重量份稱取淀粉、竹粉、白炭黑、聚乙烯醇、增塑劑、復(fù)合助劑和水；二、將稱取后的各種原料加入混合機中混合均勻，得到混合料；三、將混合料加入雙螺桿擠出機中擠出，得到竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料。本發(fā)明原料來源廣泛，制備工藝簡單，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。采用本發(fā)明制備的竹粉/白炭黑復(fù)合補強淀粉基可降解塑料具有良好的機械性能、耐熱性能和生物降解性能，在環(huán)境保護(hù)以及資源開發(fā)等方面都具有重要意義。
文檔編號C08L29/04GK103205023SQ20131013263
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者楊曉明 申請人:陜西理工學(xué)院