CN1296988A - 高淀粉含量生物降解淀粉树脂的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种高淀粉含量生物降解淀粉树脂的生产方法,直接以淀粉为原料配以多元醇、多元酸和脂肪化合物附配物,经高速搅拌混合后与混合后的乙烯丙烯酸共聚物、氧化聚乙烯构成的偶联、增容剂及以茂金属热塑性弹性体为主成分的复合力学性能改性剂,加入到ZSK58型双螺杆挤出机中加热反应,再经真空蒸馏出水份及低沸点物质后,得到生物降解淀粉树脂。这种方法生产的产品,不仅其使用力学性能与低密度聚乙烯相近,且其生物降解性能可靠,53—57%可直接为微生物所利用,其余组分则在规定的降解时间内降解为10-3mm级的微粒,使聚合物的分解时间缩短到1/100以下。
Description
本发明属于生物降解淀粉树脂的生产工艺,具体涉及一种高淀粉含量生物降解淀粉树脂的生产方法。
众所周知,当前治理白色污染,如采用生物降解淀粉树脂,可实现无害化、减量化和资源化的要求。而目前以淀粉为原料的降解塑料,淀粉含量比较低,且被合成树脂包覆,生物难于接触淀粉、生物降解,所以不是一次性塑料制品的理想代用品;这些降解塑料制品,无论光降解或光一生降解,其降解性能真正达到类似淀粉降解历程的产品极少;因为只有达到淀粉含量在25%以上才具有这种性能。无疑,淀粉含量越高,其降解性能越好,但随着淀粉含量的增加,其强度及断裂伸长率大大降低,影响使用的安全性。
本发明的目的在于提供一种生物降解效果好、力学性能佳的高淀粉含量生物降解淀粉树脂的生产方法。
本发明的高淀粉含量生物降解淀粉树脂的生产方法,其特征在于依次包括以下步骤:
1、将65-75%淀粉以及25-35%按多元醇∶多元酸∶脂肪化合物(重量比)=1∶1.1-1.3∶0.13-0.19的附配物,加入到高速搅拌混合机中混合6--10分钟后,送入到混合粉料失重式计量喂料器A中;
2、将15-25%按乙烯丙烯酸共聚物∶氧化聚乙烯=1∶0.11-0.14的重量比组成的偶联、增容剂以及75-85%按茂金属热塑性弹性体:线型低密度聚乙烯∶低密度聚乙烯∶高密度聚乙烯=1∶0.3-0.7∶0.3-0.7∶0.10-0.3的重量比组成的复合力学性能改性剂,加入到高速搅拌混合机中低速混合3-5分钟,送入到另一混合粒料失重式计量喂料器B中;
3、启动螺杆长径比44-48∶1、每根螺杆转速470l/min、每根螺杆扭矩为960Nm、拖动螺杆电机功率为110kw的ZSK58型双螺杆挤出机加热***,当一至六区机筒温度分别达到约145-175摄氏度后,启动主电机,将转速调整到约350-400l/min;再启动上述二台失重式计量喂料器A和B,将喂料器A和B中的物料按1∶1-1.1(重量比)的比例、以约210kg/小时的喂料速度,加入到ZSK58双螺杆挤出机中进行反应;
4、启动真空泵,抽出水份及低沸点物质后,得到生物降解淀粉树脂,经模具加工成条料,再通过切粒机切制成生物降解购物袋用薄膜类淀粉树脂。
本发明直接以工业淀粉为原料,在专用ZSK58双螺杆挤出机中加入挤出机中,淀粉在糊精化状态下与多元醇、多元酸、脂肪化合物发生化学反应,然后与熔融状态下的茂金属热塑性弹性体、线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯组成的强度改性剂共混接枝,从而生成淀粉含量约为35%的生物降解薄膜类淀粉树脂商品。
本发明一改传统的改性淀粉原料,直接以工业淀粉作原料,节省了干燥淀粉所需的庞大的设备、长时间干燥的能耗,节省了大量的人力和物力,降低了成本,同时缩短了加工环节,工艺方法简单,提高了产品的质量。避免了淀粉干燥过程中***的危险。
本发明采用茂金属热塑性弹性体为主组成的复合力学性能改性剂,这种材料力学性能优越,且密度低,与以线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯以严格比例混合成的力学性能改性剂,利用了各自的优点,不仅增强了产品的力学性能,而且使混合物对淀粉接枝物具有良好的相容性。
本发明采用大长径比、高转速、高扭矩、大功率的双螺螺杆挤出机,解决了传统工艺因温度高而造成的淀粉炭化的问题,可在低加热温度下,通过螺旋元件将机械能转化为各组分的分子内能,从而促进了各组分物料的糊精化、接枝反应、熔融、共混接枝、塑化、排除低分子易挥发物等物理化学变化的进行,提高了产品的力学性能和生物降解性能。
按本发明的方法生产的产品,其使用力学性能与低密度聚乙烯相近,更主要的是生物降解性能可靠,其中直接可作为微生物利用的物质成份占总含量的53-57%,而其余组分在规定的降解时间内降解为10-3mm级的微粒,使聚合物的分解时间缩短到1/100以下,这样高淀粉含量的制品的力学性能--拉伸强度达到12MPa,断裂伸长率200%,与低密度聚乙烯制品相当,是新型的高性能环保材料,同时也是农业地膜覆盖技术的必须品,具有广阔的应用领域。
实施例1(用于购物袋的生物降解淀粉树脂)
1、将109kg淀粉,15.6kg甘油,18.75kg山梨醇,3.15kg油酸,2.5kg大豆油,0.6kg硬脂酸钙分别加入到高速混合搅拌机中,盖紧盖,启动搅拌桨,以735 l/min搅拌6分钟,开启放料阀,在搅拌情况下出料,将混合好的湿粉料,装袋备用,每隔40分钟,向混合粉料失重式计量喂料器漏斗内加料67.2kg;
2、将23.1kg乙烯丙烯酸共聚物,2.85kg氧化聚乙烯以及57.75kg茂金属热塑性弹性体,25.8kg线型低密度聚乙烯,25.8kg低密度聚乙烯,8.7kg高密度聚乙烯加入到清理干净的高速混合搅拌机中,盖紧盖,启动搅拌桨,以735l/min搅拌3分钟,开启放料阀,在搅拌情况下出料,将混合好的粒料,加入到混合粒料仓,每隔20分钟,向混合粒料失重式计量喂料器漏斗内加料36.4kg;
3、启动ZSK58型双螺杆挤出机加热***,当一至六区机筒温度分别达到设定的约145℃、165℃、170℃、175℃、175℃、160℃、后,启动主电机,将转速调整到约350l/min;再启动上述二台失重式计量喂料器A和B,将喂料器A和B中的物料按1∶1-1.1(重量比)的比例、以约210kg/小时的喂料速度,加入到ZSK58双螺杆挤出机中进行反应;启动真空泵,抽出水份及低沸点物质,加工成生物降解淀粉树脂,经模具加工成条料;
4、条料由模孔挤出后,进入水槽中,使条表面冷却,牵出水面后,经风刀除去表面水,由冷风冷却,吹干料条,进入切粒机,按设定的转速切制成3×3的生物降解购物袋用薄膜类淀粉树脂,检测结果为:
熔体流动速率 1.2g/10min,
水份 1.2%,
拉伸断裂强度 ≥12MPa,
断裂伸长率 ≥150%,
淀粉含量 35%,
质量损失率 ≥40%,
拉伸强度损失率 ≥35%,
断裂伸长率损失率 ≥60%,
干燥失重 ≤1.5%,
灼烧残渣 ≤0.35%,
正己烷提取物 4.0%。
Claims (1)
1、一种高淀粉含量生物降解淀粉树脂的生产方法,其特征在于依次包括以下步骤:
1、将65-75%淀粉以及25-35%按多元醇∶多元酸∶脂肪化合物(重量比)=1∶1.1-1.3∶0.13-0.19的附配物,加入到高速搅拌混合机中混合6--10分钟后,送入到混合粉料失重式计量喂料器A中;
2、将15-25%按乙烯丙烯酸共聚物∶氧化聚乙烯=1∶0.11-0.14的重量比组成的偶联、增容剂以及75-85%按茂金属热塑性弹性体∶线型低密度聚乙烯∶低密度聚乙烯∶高密度聚乙烯=1∶0.3-0.7∶0.3-0.7∶0.10-0.3的重量比组成的复合力学性能改性剂,加入到高速搅拌混合机中低速混合3-5分钟,送入到另一混合粒料失重式计量喂料器B中;
3、启动螺杆长径比44-48∶1、每根螺杆转速470l/min、每根螺杆扭矩为960Nm、拖动螺杆电机功率为110kw的ZSK58型双螺杆挤出机加热***,当一至六区机筒温度分别达到约145-175℃,启动主电机,将转速调整到约350-400l/min;再启动上述二台失重式计量喂料器A和B,将喂料器A和B中的物料按1∶1-1.1(重量比)的比例、以约210kg/小时的喂料速度,加入到ZSK58双螺杆挤出机中进行反应;
4、启动真空泵,抽出水份及低沸点物质后,得到生物降解淀粉树脂,经模具加工成条料,再通过切粒机切制成生物降解购物袋用薄膜类淀粉树脂。
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CN (1) | CN1296988A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007134492A1 (fr) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Guangdong Shangjiu Biodegradble Plastics Co., Ltd | Résine de plastique entièrement biodégradable, film à base de cette résine et procédé d'élaboration correspondant |
CN101935408A (zh) * | 2010-09-03 | 2011-01-05 | 北京新华联生物材料有限公司 | 一种用于包装材料的生物降解热塑性淀粉树脂及其制备方法和制品 |
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1999
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007134492A1 (fr) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Guangdong Shangjiu Biodegradble Plastics Co., Ltd | Résine de plastique entièrement biodégradable, film à base de cette résine et procédé d'élaboration correspondant |
CN101935408A (zh) * | 2010-09-03 | 2011-01-05 | 北京新华联生物材料有限公司 | 一种用于包装材料的生物降解热塑性淀粉树脂及其制备方法和制品 |
CN101935408B (zh) * | 2010-09-03 | 2012-04-25 | 北京新华联生物材料有限公司 | 一种用于包装材料的生物降解热塑性淀粉树脂及其制备方法和制品 |
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