本发明涉及薄膜材料技术领域，更具体地，涉及一种全降解淀粉基薄膜包装材料及其制备方法。
背景技术：
淀粉是一种来自于自然植物的可再生可循环的绿色材料，其不仅可以作为粮食用供人类使用，也被广泛应用于化工与新材料领域用于制备各类复合材料。因其优异的可生物降解性能，淀粉通常作为填充来制备热塑性高生物碳含量生物基复合材料，广泛应用于一次性用品，在当前石化资源日益短缺，白色污染日益严重的大环境下越来越受到人们的重视。薄膜是利用高分子材料通过各种不同的工艺制备的具有一种厚度的片状材料，因其优良的柔顺性、透明性以及较强的韧性而广泛应用于包装领域。然而目前市面上大部分的塑料薄膜均以石油基塑料为原材料加工生产而成，绝大部分薄膜为不可降解材料。随着人们对石化资源短缺以及白色垃圾骤增的关注，越来越多的企业把一次性包装薄膜的原材料集中转向全降解的材料。
淀粉作为一种纯天然资源越来越多地用于制备全降解材料与一次性制品，大部分制品可以在自然条件下快速降解，转化为水与二氧化碳，回归大自然。然而单纯的淀粉氢键作用大，导致材料的流动温度大于分解温度，无法成型，必须对淀粉进行改性与增塑处理才能用于制造产品。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种全降解淀粉基薄膜包装材料，对淀粉极性改性处理，提高了拉伸强度，在加工时可有效成型。
本发明的另一目的在于提供上述全降解淀粉基薄膜材料的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种全降解淀粉基薄膜包装材料，原材料质量分数如下：淀粉：40~70%、聚乙烯醇：10~40%、聚乙二醇：2~10%、甘油：2~20%、羟丙基甲基纤维素：2~10%。
进一步地，所述玉米淀粉为未改性天然玉米淀粉。
进一步地，所述玉米淀粉的粒径为60~200目。
优选地，所述玉米淀粉的粒径为80目。
进一步地，所述淀粉含水率低于10%。
进一步地，所述聚乙二醇的分子量为400~700。
一种所述全降解淀粉基薄膜包装材料的制备方法，包括以下步骤：
s1.将淀粉、甘油、聚乙二醇放入高混机内混合均匀后静置，得预塑化淀粉；
s2.将聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素加入预塑化淀粉中搅拌均匀；
s3.将步骤s2中的混合料放入平行双螺杆挤出机，挤出造粒，得全降解淀粉基薄膜包装材料。
进一步地，步骤s1中所述搅拌速度为1500rpm，搅拌时间为15分钟，静置时间大于6小时。
进一步地，步骤s2中所述搅拌过程如下：首先1500rpm高速搅拌5分钟，再750rpm低速搅拌15分钟。
进一步地，步骤s3中所述平行双螺杆挤出机的温度设置从下料到模具：140℃~150℃~155℃~160℃~160℃~160℃~160℃~160℃~165℃~160℃~155℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用甘油与聚乙二醇复合塑化的淀粉为主要原材料，通过添加聚乙烯醇与羟丙基甲基纤维素制备出高强度淀粉基全降解薄膜专用包装材料，制备的薄膜制品可以达到使用要求，应用范围广。
本发明制备的薄膜材料为淀粉基，可以自然降解，转化为水与二氧化碳，对环境无不良影响。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
本实施例提供一种全降解淀粉基薄膜包装材料的制备方法，所用原材料如下：80目玉米淀粉：50%、聚乙烯醇：30%、分子量为600的聚乙二醇：5%、甘油：10%、羟丙基甲基纤维素：5%；制备方法包括以下步骤：
s1.将淀粉、甘油、聚乙二醇放入高混机内，在1500rpm下搅拌15分钟，然后静置10小时，得预塑化淀粉；
s2.将聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素加入预塑化淀粉中，首先1500rpm高速搅拌5分钟，再750rpm低速搅拌15分钟；
s3.将步骤s2中的混合料放入平行双螺杆挤出机，温度设置从下料到模具：140℃~150℃~155℃~160℃~160℃~160℃~160℃~160℃~165℃~160℃~155℃，挤出造粒，得全降解淀粉基薄膜包装材料。
本实施例制备的全降解淀粉基包装材料拉伸强度可达22mpa，断裂伸长率为148%，最小薄膜厚度可达0.05mm。
实施例2
本实施例提供一种全降解淀粉基薄膜包装材料的制备方法，所用原材料如下：120目玉米淀粉：40%、聚乙烯醇：35%、分子量为400的聚乙二醇：8%、甘油：12%、羟丙基甲基纤维素：5%；制备方法包括以下步骤：
s1.将淀粉、甘油、聚乙二醇放入高混机内，在1500rpm下搅拌15分钟，然后静置7小时，得预塑化淀粉；
s2.将聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素加入预塑化淀粉中，首先1500rpm高速搅拌5分钟，再750rpm低速搅拌15分钟；
s3.将步骤s2中的混合料放入平行双螺杆挤出机，温度设置从下料到模具：140℃~150℃~155℃~160℃~160℃~160℃~160℃~160℃~165℃~160℃~155℃，挤出造粒，得全降解淀粉基薄膜包装材料。
本实施例制备的全降解淀粉基包装材料拉伸强度可达19mpa，断裂伸长率为110%，最小薄膜厚度可达0.1mm。
实施例3
本实施例参照实施例1，提供一种全降解淀粉基包装材料的制备方法，与实施例1不同之处在于，所用原材料为：60目玉米淀粉：70%、聚乙烯醇：10%、分子量为700的聚乙二醇：5%、甘油：5%、羟丙基甲基纤维素：10%。
本实施例制备的全降解淀粉基包装材料拉伸强度可达20mpa，断裂伸长率为120%，最小薄膜厚度可达0.15mm。
实施例4
本实施例参照实施例1，提供一种全降解淀粉基包装材料的制备方法，与实施例1不同之处在于，所用原材料为：200目玉米淀粉：46%、聚乙烯醇：30%、分子量为500的聚乙二醇：2%、甘油：20%、羟丙基甲基纤维素：2%。
本实施例制备的全降解淀粉基包装材料拉伸强度可达16mpa，断裂伸长率为113%，最小薄膜厚度可达0.12mm。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
技术特征：
1.一种全降解淀粉基薄膜包装材料，其特征在于，原材料质量分数如下：淀粉：40~70%、聚乙烯醇：10~40%、聚乙二醇：2~10%、甘油：2~20%、羟丙基甲基纤维素：2~10%。
2.根据权利要求1所述的全降解淀粉基薄膜包装材料，其特征在于，所述玉米淀粉为未改性天然玉米淀粉。
3.根据权利要求2所述的全降解淀粉基薄膜包装材料，其特征在于，所述玉米淀粉的粒径为60~200目。
4.根据权利要求3所述的全降解淀粉基薄膜包装材料，其特征在于，所述玉米淀粉的粒径为80目。
5.根据权利要求1所述的全降解淀粉基薄膜包装材料，其特征在于，所述淀粉含水率低于10%。
6.根据权利要求1所述的全降解淀粉基薄膜包装材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为400~700。
7.一种权利要求1~6任一项所述的全降解淀粉基薄膜包装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1.将淀粉、甘油、聚乙二醇放入高混机内混合均匀后静置，得预塑化淀粉；
s2.将聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素加入预塑化淀粉中搅拌均匀；
s3.将步骤s2中的混合料放入平行双螺杆挤出机，挤出造粒，得全降解淀粉基薄膜包装材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述搅拌速度为1500rpm，搅拌时间为15分钟，静置时间大于6小时。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述搅拌过程如下：首先1500rpm高速搅拌5分钟，再750rpm低速搅拌15分钟。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述平行双螺杆挤出机的温度设置从下料到模具：140℃~150℃~155℃~160℃~160℃~160℃~160℃~160℃~165℃~160℃~155℃。
技术总结
本发明公开了一种全降解淀粉基薄膜材料及其制备方法，以淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇、甘油和羟丙基甲基纤维素为原材料，通过添加聚乙烯醇与羟丙基甲基纤维素制备出高强度淀粉基全降解薄膜专用包装材料，制备的薄膜制品可以达到使用要求，应用范围广。
技术研发人员：曾广胜;江太君;尹琛;孟聪;陈一;胡灿;刘水长
受保护的技术使用者：湖南工业大学
技术研发日：.11.11
技术公布日：.02.25
