一種馬鈴薯淀粉竹粉復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種馬鈴薯淀粉竹粉復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法。選用具有支鏈含量高、粘稠度高、蛋白質(zhì)和脂肪含量少等特點(diǎn)的馬鈴薯淀粉，以及來源廣泛、強(qiáng)度優(yōu)異、防蟲防蛀、防輻射且流動(dòng)性良好的10~200目竹粉為主要原材料，輔助其他添加劑，將微生物原理與化學(xué)相結(jié)合，通過螺桿擠出方式，高效率連續(xù)生產(chǎn)出一類表面美觀、力學(xué)性能優(yōu)良、防水防腐效果好、可生物降解的復(fù)合發(fā)泡材料。
【專利說明】
一種馬鈴薯淀粉竹粉復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種美觀生態(tài)環(huán)保緩沖包裝材料，尤其涉及一種馬鈴薯淀粉竹粉復(fù)合 發(fā)泡材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前大量使用的緩沖包裝材料主要是以不能降解的泡沫塑料為主，如EPS、EPP、聚 氨酯等泡沫塑料，由于其很難降解，因此，形成了嚴(yán)重的城市"白色污染"。現(xiàn)有可降解的緩 沖包裝材料主要還是紙制品，但紙制品成本較高、耐水性差、力學(xué)強(qiáng)度差。淀粉是多糖類化 合物，在自然環(huán)境下由微生物作用而分解，最終分解為無毒的〇) 2和Η 20,因此是目前廣泛使 用的一類可生物降解的天然高分子原料之一。具有來源廣泛(玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、地瓜 淀粉、土豆淀粉、小麥淀粉等)，且價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。但是淀粉分子鏈含有大量羥基，容易在 分子鏈內(nèi)和分子鏈外形成氫鍵，因此難溶、難熔，成型加工困難，并且其發(fā)泡材料容易變脆， 回彈性差，耐水性也較差，一遇水或長(zhǎng)期在潮濕空氣中，容易吸收水分，其穩(wěn)定性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有淀粉基發(fā)泡材料成型加工困難、表觀質(zhì)量差、容易受 潮變形、強(qiáng)度較差等缺點(diǎn)，選用具有支鏈含量高、粘稠度高、蛋白質(zhì)和脂肪含量少等特點(diǎn)的 馬鈴薯淀粉，以及來源廣泛、強(qiáng)度優(yōu)異、防蟲防蛀、防輻射且流動(dòng)性良好的1〇~200目（優(yōu)選 60目）竹粉為主要原材料，輔助其他添加劑，將微生物原理與物理化學(xué)相結(jié)合，通過螺桿擠 出方式，高效率連續(xù)生產(chǎn)出一類表面美觀、力學(xué)性能優(yōu)良、防水防腐效果好、可生物降解的 復(fù)合發(fā)泡材料。
[0004] 本發(fā)明的復(fù)合發(fā)泡材料，由馬鈴薯淀粉、粒徑在10~200目（優(yōu)選60目）的竹粉(可 市購(gòu))、大麥牙(牙長(zhǎng)1~1〇_的大麥，可市場(chǎng)購(gòu)買)、干酵母、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鋁、 明礬、碳酸氫鈉、甘油和水組成。
[0005] 各組分比例及制備步驟： (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù)）竹粉與5~30份(優(yōu)選15份）2~8% (優(yōu)選5%)的氧化鈉水溶液 攪拌均勻，然后l〇~40°C (優(yōu)選20°C)保溫靜置2~24h (優(yōu)選12h)，待用； (2) 取5~20份(優(yōu)選10份)大麥芽磨成粉，與200~600份(優(yōu)選400份)水混合，再加入 5~15份(優(yōu)選10份）干酵母混合，待用； (3) 取100份馬鈴薯淀粉，與步驟（2)所得溶液5~20份(優(yōu)選10份)混合，并在40~70°C (優(yōu)選56°C)下保溫l~3h (優(yōu)選2h)，待用； (4) 取步驟（1)處理后的竹粉15~50份(優(yōu)選35份)、步驟（3)處理過的淀粉50~85份 (優(yōu)選65份)、氫氧化媽2~6份(優(yōu)選3份)、氫氧化鋁3~8份(優(yōu)選5份)、明鞏3~8份(優(yōu)選 5份)、碳酸氫鈉3~8份(優(yōu)選5份)、甘油5~15份(優(yōu)選8份)，在高速混合機(jī)中共混5~15min (優(yōu)選lOmin)，待用； (5) 將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為110~150°C (優(yōu)選 130°C)、機(jī)頭壓力為l~5MPa (優(yōu)選3MPa)、螺桿轉(zhuǎn)速為50~90r/min (優(yōu)選70 r/min)。
[0006] 本發(fā)明首先利用微生物學(xué)和物理化學(xué)相結(jié)合的原理，將馬鈴薯淀粉部分糖化、酯 化、和糊化，然后利用堿液對(duì)竹粉進(jìn)行表面處理，最后以復(fù)合交聯(lián)劑氫氧化鋁、氫氧化鈣、明 礬以及殘留氫氧化鈉的協(xié)同作用，以碳酸氫鈉和水為發(fā)泡劑，以甘油和水為潤(rùn)滑劑，通過螺 桿擠出發(fā)泡，高效成型得到性能優(yōu)異的發(fā)泡制品。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0008] 實(shí)施例1 : (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù))竹粉與5份濃度為2%的氧化鈉水溶液攪拌均勻，然后10°C保 溫靜置2h，待用； (2) 取5大麥芽磨成粉，與200份水混合，再加入5份干酵母混合，待用； (3) 取100份馬鈴薯淀粉，與步驟（2)所得溶液5份混合，并在40°C下保溫lh，待用； (4) 配一：取步驟（1)處理后的竹粉15份、步驟（3)處理過的淀粉85份、氫氧化鈣2份、 氫氧化鋁3份、明礬3份、碳酸氫鈉3份、甘油5份，在高速混合機(jī)中共混5min，待用； 配二：取步驟（1)處理后的竹粉35份、步驟（3)處理過的淀粉65份、氫氧化鈣3份、氫 氧化鋁5份、明礬5份、碳酸氫鈉5份、甘油8份，在高速混合機(jī)中共混lOmin，待用； 配三：取步驟（1)處理后的竹粉50份、步驟（3)處理過的淀粉50份、氫氧化鈣6份、氫 氧化鋁8份、明礬8份、碳酸氫鈉8份、甘油15份，在高速混合機(jī)中共混15min，待用； (5) 將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為130°C、機(jī)頭壓力為 3MPa、螺桿轉(zhuǎn)速為70 r/min。
[0009] 制備的新材料與熱塑性淀粉發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度及吸水率的對(duì)比如下表
實(shí)施例2 : (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù)）竹粉與15份濃度為5%的氧化鈉水溶液攪拌均勻，然后20°C 保溫靜置12h，待用； (2) 取10份大麥芽磨成粉，與400份水混合，再加入10份干酵母混合，待用； (3) 取100份馬鈴薯淀粉，與步驟（2)所得溶液10份混合，并在56°C下保溫2h，待用； (4) 配一：取步驟（1)處理后的竹粉15份、步驟（3)處理過的淀粉85份、氫氧化鈣2份、 氫氧化鋁3份、明礬3份、碳酸氫鈉3份、甘油5份，在高速混合機(jī)中共混5min，待用； 配二：取步驟（1)處理后的竹粉35份、步驟（3)處理過的淀粉65份、氫氧化鈣3份、氫 氧化鋁5份、明礬5份、碳酸氫鈉5份、甘油8份，在高速混合機(jī)中共混lOmin，待用； 配三：取步驟（1)處理后的竹粉50份、步驟（3)處理過的淀粉50份、氫氧化鈣6份、氫 氧化鋁8份、明礬8份、碳酸氫鈉8份、甘油15份，在高速混合機(jī)中共混15min，待用； (5)將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為130°C、機(jī)頭壓力為 3MPa、螺桿轉(zhuǎn)速為70 r/min。
[0010] 制備的新材料與熱塑性淀粉發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度及吸水率的對(duì)比如下表
實(shí)施例3 : (1)取100份(質(zhì)量份數(shù)）竹粉與30份濃度為8%的氧化鈉水溶液攪拌均勻，然后40°C 保溫靜置24h，待用。
[0011] (2)取20份大麥芽磨成粉，與600份水混合，再加入15份干酵母混合，待用。
[0012] (3)取100份馬鈴薯淀粉，與步驟（2)所得溶液20份混合，并在70°C下保溫3h，待 用。
[0013] (4)配一：取步驟（1)處理后的竹粉15份，步驟（3)處理過的淀粉85份，氫氧化鈣 2份，氫氧化鋁3份，明礬3份，碳酸氫鈉3份，甘油5份，在高速混合機(jī)中共混5min，待用； 配二：取步驟（1)處理后的竹粉35份，步驟（3)處理過的淀粉65份，氫氧化鈣3份，氫 氧化鋁5份，明礬5份，碳酸氫鈉5份，甘油8份，在高速混合機(jī)中共混lOmin，待用； 配三：取步驟（1)處理后的竹粉50份，步驟（3)處理過的淀粉50份，氫氧化鈣6份，氫 氧化鋁8份，明礬8份，碳酸氫鈉8份，甘油15份，在高速混合機(jī)中共混15min，待用； (5)將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為130°C、機(jī)頭壓力為 3MPa、螺桿轉(zhuǎn)速為70 r/min。
[0014] 制備的新材料與熱塑性淀粉發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度及吸水率的對(duì)比如下表
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種馬鈴薯淀粉竹粉復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法，其特征在于：由馬鈴薯淀粉、粒 徑在10~200目的竹粉、大麥牙、干酵母、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鋁、明礬、碳酸氫鈉、甘 油和水組成。2. 權(quán)利要求1所述復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法，其特征在于各組分比例及制備步驟： (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù)）竹粉與5~30份濃度為2~8%的氧化鈉水溶液攪拌均勻，然后 10~40°C 保溫靜置 2~24h ; (2) 取5~20份大麥芽磨成粉，與200~600份水混合，再加入5~15份干酵母混合； (3) 取100份馬鈴薯淀粉，與步驟（2)所得溶液5~20份混合，并在40~70°C下保溫 l~3h ； (4) 取步驟（1)處理后的竹粉15~50份、步驟（3)處理過的淀粉50~85份、氫氧化鈣 2~6份、氫氧化鋁3~8份、明礬3~8份、碳酸氫鈉3~8份、甘油5~15份，在高速混合機(jī)中共混 5~15min ; (5 )將步驟（4 )混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為110~150 °C、 機(jī)頭壓力為l~5MPa、螺桿轉(zhuǎn)速50~90r/min。
【文檔編號(hào)】C08K3/30GK105885104SQ201510163706
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日
【發(fā)明人】曾廣勝
【申請(qǐng)人】湖南工業(yè)大學(xué)