本發明專利技術公開了一種水稻秸稈填充玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料及其制備方法。選用來源廣泛、價格便宜的水稻秸稈、凝固性好的玉米淀粉和粘接性好的聚乙烯醇為主要原料；選用發泡效果好，安全環保的碳酸氫鈉為發泡劑；選用碳酸鈣為成核劑，丙三醇為增塑劑；選用合適的配方，工藝步驟和參數，解決了水稻秸稈含雜質多、玉米淀粉強度差的缺點，通過微波發泡的方法，使材料均勻受熱，均勻發泡，生產出一種低成本、高性能、綠色環保的復合發泡材料，可用于包裝材料、農業生產等領域。
Composition of starch/polyvinyl alcohol composite foaming material and its preparation method
The invention discloses a rice straw filled corn starch/polyvinyl alcohol composite foaming material and a preparation method. The main raw materials are rice straw, corn starch with good coagulability and polyvinyl alcohol with low price and wide source; sodium bicarbonate with good foaming effect and safety and environmental protection is selected as foaming agent; calcium carbonate is selected as nucleating agent and glycerol is used as plasticizer; appropriate formula, process steps and parameters are selected to solve the problem of high impurity content in rice straw and strength of corn starch. By microwave foaming method, the material is uniformly heated and foamed. A low-cost, high-performance, green and environmentally friendly composite foaming material is produced, which can be used in packaging materials, agricultural production and other fields.
【技術實現步驟摘要】
淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物及其制備方法
本專利技術涉及一種淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物及其制備方法，屬于發泡材料
技術介紹
到目前為止，市場上使用的緩沖發泡材料大部分還是以EPS、PE等為主，這些材料有成本昂貴，工藝復雜等缺點。而且，這些材料在生產過程中會產生很多有害物質，使用廢棄后極難降解，對環境有著很大的破壞。秸稈的主要成分是纖維素，有著成本低廉、易加工和良好的生物降解性等優點。我國農作物秸稈的產量巨大，但是利用率卻很低，在秸稈的高附加值利用上仍存在很大的潛力。近年來，綠色環保的緩沖發泡材料已經成為一個研究的熱點，以秸稈為材料生產的發泡材料目前在緩沖效果上已經可以達到與傳統發泡材料相近的水平上，但還存在材料強度不夠，耐水性差，制作工藝繁瑣等缺點，距離實際使用仍然還有一段距離。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物及其制備方法。本專利技術是通過以下技術方案實現的：本專利技術提供了一種玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物，其包括按重量份數計的如下組分：作為優選方案，所述發泡劑選自碳酸氫鈉和碳酸鈣中的至少一種。作為優選方案，所述成核劑為碳酸鈣。第二方面，本專利技術還提供了一種如前述的玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物的制備方法，其包括如下步驟：將秸稈進行預處理后粉碎成秸稈粉，同時將淀粉和聚乙烯醇分別配制成淀粉溶液和聚乙烯醇溶液；將所述秸稈粉與發泡劑混合均勻后，加入玉米淀粉溶液、聚乙烯醇溶液和丙三醇，混勻得到混合漿料；將所述混合漿料投入模具中，壓平，在90℃下進行微波發泡，得到所述玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物。90℃既可以起到一個比較好的發泡效果，又可以防止溫度太高導致秸稈燃燒。作為優選方案，所述玉米淀粉水溶液的質量分數為10％；所述聚乙烯醇水溶液的質量分數為15％。由于材料發泡前應是漿料的狀態而非液體狀態，所以要求向材料中添加水的量應該盡量較少，選擇10％的玉米淀粉溶液和15％的聚乙烯醇溶液的原因是此濃度的溶液容易配制，高于此濃度的溶液較難配制，而且用水量剛好達到材料需求。作為優選方案，所述秸稈粉的制備方法為：將秸稈進行粉碎，過60目篩后，與5wt％的氫氧化鈉水溶液混合，在60℃下預處理25～30分鐘；在此溫度下可以加速預處理的速度。沖洗至中性后，在60℃下進行干燥，打散成粉末。作為優選方案，所述微波的功率為700～900W。在此功率下進行發泡可以達到一個良好的發泡效果，發泡倍率在合適的范圍之內，既不會發泡過少，又不會發泡太多而導致機構破壞性能降低。與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：1、材料不添加對人體有毒害的化工物質，且具有良好的生物降解性，是一種安全無毒，綠色環保的新型材料；2、采用敞口式微波發泡工藝，使材料受熱更加均勻，達到良好的發泡效果；3、制作工藝簡單，成本低廉，便于工業化生產。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。實施例1本實施例涉及一種水稻秸稈填充玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料的制備方法，具體包括如下步驟：一、將200g水稻秸稈用粉碎機粉碎，過60目篩；二、將過篩后的水稻秸稈，與2000mL5％的氫氧化鈉溶液混合，在60℃的水浴鍋中進行30分鐘的預處理；三、將預處理后的水稻秸稈粉用去離子水沖洗至中性，放入60℃鼓風干燥箱中干燥12小時，干燥以后用粉碎機將結塊的水稻秸稈粉打散成粉末；四、稱取100g水稻秸稈粉，將水稻秸稈粉與10g碳酸鈣、10g碳酸氫鈉混合均勻，之后加入450mL的10％玉米淀粉溶液、200mL的15％聚乙烯醇(PVA)溶液和25g丙三醇攪拌均勻，得到混合漿料；五、將步驟四所得混合漿料放入紙杯模具中，每個模具裝料量100g，將上表面壓平，放入微波干燥箱進行微波發泡，每批次1個模具，設置微波功率為800W，保護溫度為90℃，微波時間為6min；六、發泡完成后，將發泡材料從模具中取出，放入60℃干燥箱中干燥12h。實施例2本實施例涉及一種水稻秸稈填充玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料的制備方法，具體包括如下步驟：一、將200g水稻秸稈用粉碎機粉碎，過60目篩；二、將過篩后的水稻秸稈，與2000mL5％的氫氧化鈉溶液混合，在60℃的水浴鍋中進行30分鐘的預處理；三、將預處理后的水稻秸稈粉用去離子水沖洗至中性，放入60℃鼓風干燥箱中干燥12小時，干燥以后用粉碎機將結塊的水稻秸稈粉打散成粉末；四、稱取100g水稻秸稈粉，將水稻秸稈粉與10g碳酸鈣、15g碳酸氫鈉混合均勻，之后加入450mL的10％玉米淀粉溶液、200mL的15％聚乙烯醇(PVA)溶液和25g丙三醇攪拌均勻，得到混合漿料；五、將步驟四所得混合漿料放入燒杯模具中，每個模具裝料量100g，將上表面壓平，放入微波干燥箱進行微波發泡，每批次1個模具，設置微波功率為800W，保護溫度為90℃，微波時間為10min；六、發泡完成后，將發泡材料從模具中取出，放入60℃干燥箱中干燥12h。實施例3本實施例涉及一種水稻秸稈填充玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料的制備方法，具體包括如下步驟：一、將200g水稻秸稈用粉碎機粉碎，過60目篩；二、將過篩后的水稻秸稈，與2000mL5％的氫氧化鈉溶液混合，在60℃的水浴鍋中進行30分鐘的預處理；三、將預處理后的水稻秸稈粉用去離子水沖洗至中性，放入60℃鼓風干燥箱中干燥12小時，干燥以后用粉碎機將結塊的水稻秸稈粉打散成粉末；四、稱取干燥后的水稻秸稈粉100g，將水稻秸稈粉與10g碳酸鈣、15g碳酸氫鈉混合均勻，之后加入435g的10％玉米淀粉溶液、190g的15％聚乙烯醇(PVA)溶液和50g丙三醇攪拌均勻，得到混合漿料；五、將步驟四所得混合漿料放入小紙杯模具中，每個模具中放入20g漿料，將上表面壓平，放入微波干燥箱進行微波發泡，每5個一批，設置微波功率為800W，保護溫度為90℃，微波時間為5min；六、發泡完成后，將發泡材料從模具中取出，放入60℃干燥箱中干燥8h。實施例4本實施例涉及一種水稻秸稈填充玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料的制備方法，具體包括如下步驟：一、將200g水稻秸稈用粉碎機粉碎，過60目篩；二、將過篩后的水稻秸稈，與2000mL5％的氫氧化鈉溶液混合，在60℃的水浴鍋中進行30分鐘的預處理；三、將預處理后的水稻秸稈粉用去離子水沖洗至中性，放入60℃鼓風干燥箱中干燥12小時，干燥以后用粉碎機將結塊的水稻秸稈粉打散成粉末；四、稱取干燥后的水稻秸稈粉100g，將水稻秸稈粉與10g碳酸鈣、15g碳酸氫鈉混合均勻，之后加入435g的10％玉米淀粉溶液、190g的15％聚乙烯醇(PVA)溶液和50g丙三醇攪拌均勻，得到混合漿料；五、將步驟四所得混合漿料放入小紙杯模具中，每個模具中放入20g漿料，將上表面壓平，放入微波干燥箱進行微波發泡，每2個一批，設置微波功率為600W，保護溫度為90℃，微波時間為4min；六、發泡完成后，將發泡材料從模具中取出，放入60℃干燥箱中干燥8h。對比例1一、將200g水本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物，其特征在于，包括按重量份數計的如下組分：
【技術特征摘要】
1.一種玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物，其特征在于，包括按重量份數計的如下組分：2.如權利要求1所述的玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物，其特征在于，所述發泡劑為碳酸氫鈉。3.如權利要求1所述的玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物，其特征在于，所述成核劑為碳酸鈣。4.一種如權利要求1或2所述的玉米淀粉/聚乙烯醇復合發泡材料組合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將秸稈進行預處理后粉碎成秸稈粉，同時將淀粉和聚乙烯醇分別配制成淀粉溶液和聚乙烯醇溶液；將所述秸稈粉與發泡劑混合均勻后，加入玉米淀粉溶液、聚乙烯醇溶液和丙三醇，混勻得到混合漿料；將所述混合漿料投入模具中，壓平，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：岳進，尹浩，周禮坤，王丹鳳，徐國斌，張丹，周元飛，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：上海,31
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