淀粉基塑料是利用化学反应对淀粉进行化学改性,减少淀粉的羟基、改变其原有的结构,从而改变淀粉相应的性能,把原淀粉变成热塑性淀粉。
研发背景
淀粉是地球上产量仅次于纤维素的天然高分子,它来源丰富、可再生、价格低廉,通过改性塑化可用于生产淀粉基塑料。淀粉基塑料作为生物基材料中的一个重要品类,已经成功实现产业化生产和应用。淀粉基塑料是以淀粉为主要原材料,经过改性塑化后再与其它聚合物共混加工而成的一种塑料产品,属于生物塑料的一种。淀粉基生物塑料可分为生物基塑料和生物降解塑料两大类。
淀粉基生物降解塑料一般是改性淀粉与生物降解聚酯(如PLAPBATPBSPHAPPC等)的共混物,它能够完全生物降解,可堆肥,对环境无污染,废弃物适合堆肥、填埋等处理方式。以淀粉为基础的生物基塑料一般是改性淀粉与聚烯烃(如PPPEPS等)的混合物,它的环保意义在于能够减少石化资源的使用,减少二氧化碳排放,废弃物适合焚烧处理。这两种材料都可以代替传统石油基塑料,广泛用于塑料包装材料、防震材料、塑料膜及塑料袋、一次性餐饮具、食品容器、玩具等。
工艺原理
淀粉是一种天然高分子聚合物,其分子中含有大量羟基(分子结构为和),因此淀粉大分子间相互作用力很强,导致原淀粉难以熔融加工,而且在和其他聚合物共混加工中和其他聚合物的相容性也差。但这些羟基能够发生酯化、醚化、接枝、交联等化学反应。利用这些化学反应对淀粉进行化学改性,减少淀粉的羟基、改变其原有的结构,从而改变淀粉相应的性能,把原淀粉变成热塑淀粉。
1、酯化、酯交换或醚化反应
为了将淀粉的亲水性改为疏水性,使淀粉分子上的羟基与脂肪酸、脂肪酸酯等发生酯化、酯交换反应,生成淀粉酯。
2、交联反应
为了提高淀粉材料的强度和耐热性,将淀粉与具有两个或两个以上官能团的化合物(如多元酸等...
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