改質淀粉組合物、淀粉復合發泡材料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種改質淀粉組合物，包括：淀粉，其末端連接一硅氧烷分子，具有100重量份；水，具有30～70重量份；以及一多元醇，具有5～35重量份。本發明還提供一種淀粉復合發泡材料及其制備方法。
【專利說明】改質淀粉組合物、淀粉復合發泡材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明是有關于一種改質淀粉組合物，特別是有關于一種包含水與硅氧烷分子的 改質淀粉組合物、淀粉復合發泡材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前，生物塑料發泡材料的兩種主流材料為聚乳酸發泡材料（Polylactic Acid Foam, PLA Foam)與淀粉發泡材料（Starch Foam)。其中，聚乳酸發泡材料的耐熱性不足，無 法通過貨柜運輸對環境測試的要求。配合目前PLA發泡材料的機械性能，聚乳酸發泡材料 在工業上的應用大多聚焦在一次丟棄式食品餐具（Food Tray)的市場。淀粉是目前地球上 最豐富的可再生資源之一，具有產量大、多元供應、價格低廉以及優良的生物可分解特性與 抗靜電作用等特色，非常適合開發成為具有競爭能力的新一代包裝或運輸用低碳輕量化的 環保新素材。然而，由于一般的淀粉并不容易發泡，現有淀粉發泡材料的商品主要技術皆源 自于Warmer Lambert的高直鏈淀粉含量（基因改質玉米淀粉）專利技術，價格相當昂貴。 此技術主要是以水為發泡劑，具有制程難以控制以及加工窗口窄小等缺陷。另一方面，由水 發泡技術開發的淀粉發泡材料，其泡孔粗大Olmm)，泡孔均一度較難掌握，耐水性差，機械 性能不足，故緩沖效果有限。由于無法依產品需求而成形，故目前多用于低物性的松散填充 材（Loose-filler)，其市場的應用一直難以拓展。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種改質淀粉組合物，由其制得的淀粉復合發泡材料經發 泡可得到泡孔大小均一且具有良好彈性、可擾曲以及優越緩沖特性等的材料。
[0004] 本公開的一實施例，提供一種改質淀粉組合物，包括：淀粉，其末端連接一硅氧烷 分子，具有100重量份；水，具有30?70重量份；以及一多元醇，具有5?35重量份。
[0005] 本公開的一實施例,提供一種淀粉復合發泡材料,包括：上述的改質淀粉組合物， 其重量百分比介于25?90wt% ;以及一熱塑性高分子，其重量百分比介于10?75wt%。
[0006] 本公開的一實施例，提供一種淀粉復合發泡材料的制備方法，包括：混煉一上述的 改質淀粉組合物與一熱塑性高分子，以形成一淀粉合膠；以及對該淀粉合膠進行一發泡制 程，以形成一淀粉復合發泡材料。
[0007] 本發明的改質淀粉組合物通過在淀粉分子鏈末端導入具反應性官能基的硅氧烷 分子，使淀粉產生三次元結構，其分子鏈得以展開并相互糾纏，從而達到發泡材料結構的強 度需求；此外，通過導入第二相可分解熱塑性高分子以及各種界面相容改質劑來調整整體 材料系統的流動特性并與淀粉形成合膠來提升整體基材的熔體強度，從而達到微孔發泡材 料結構的需求。
[0008] 為讓本公開的上述目的、特征及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配 合所附的附圖，作詳細說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1是根據本公開實施例2的改質淀粉合膠的TEM圖；
[0010] 圖2是根據本公開實施例2的淀粉復合發泡材料的SEM圖；以及
[0011] 圖3是根據本公開實施例12的淀粉復合發泡材料的SEM圖。
【具體實施方式】
[0012] 本公開的一實施例，提供一種改質淀粉組合物，包括：淀粉，其末端連接一硅氧烷 分子，具有100重量份；水，具有30?70重量份；以及一多元醇，具有5?35重量份。
[0013] 在一實施例中，上述淀粉可包括玉米淀粉、木薯淀粉或馬鈴薯淀粉。
[0014] 在一實施例中，上述淀粉可包括酯化淀粉或醚化淀粉。
[0015] 在一實施例中，上述連接于淀粉末端的硅氧烷分子可包括 四乙氧基娃燒（tetraethoxysilane，TEOS)、氨基丙基三乙氧基娃燒 (aminopropyltriethoxysilane)
【權利要求】
1. 一種改質淀粉組合物，包括： 淀粉，所述淀粉末端連接一硅氧烷分子，具有100重量份； 水，具有30?70重量份；以及 一多元醇，具有5?35重量份。
2. 如權利要求1所述的改質淀粉組合物，其中所述淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、或馬鈴 薯淀粉。
3. 如權利要求1所述的改質淀粉組合物，其中所述淀粉為酯化淀粉或醚化淀粉。
4. 如權利要求1所述的改質淀粉組合物，其中所述硅氧烷分子為四乙氧基硅烷、氨基 丙基三乙氧基硅烷、縮水甘油基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基 娃燒、乙稀基二甲氧基娃燒、或節基乙_胺丙基二甲氧基娃燒單鹽酸鹽。
5. 如權利要求1所述的改質淀粉組合物，其中所述多元醇為甘油、山梨醇、或聚乙二 醇。
6. 如權利要求5所述的改質淀粉組合物，其中所述聚乙二醇的重量平均分子量介于 200 ?6, 000。
7. -種淀粉復合發泡材料，包括： 如權利要求1所述的改質淀粉組合物，其重量百分比介于25?90wt% ;以及 一熱塑性高分子，其重量百分比介于10?75wt%。
8. 如權利要求7所述的淀粉復合發泡材料，其中所述熱塑性高分子為脂肪族-芳香族 共聚物或脂肪族聚酯。
9. 如權利要求8所述的淀粉復合發泡材料，其中所述脂肪族-芳香族共聚物為對苯二 甲酸-己二酸-丁二醇共聚物。
10. 如權利要求8所述的淀粉復合發泡材料，其中所述脂肪族聚酯為聚琥珀丁二酸、聚 亞丁基丁二酸酯-己二酸酯、聚乳酸、聚乙丙交酯、羥基烷酸酯、聚環內酯或二氧化碳聚合 物。
11. 如權利要求7所述的淀粉復合發泡材料，其中所述熱塑性高分子為乙烯-乙烯醇共 聚物、熱塑性聚乙烯醇、熱塑性纖維素、聚氨酯、或聚酯化酰胺。
12. 如權利要求7所述的淀粉復合發泡材料，其中所述淀粉復合發泡材料的孔徑介于 1 ?100 u m〇
13. -種淀粉復合發泡材料的制備方法，包括： 混煉一如權利要求1所述的改質淀粉組合物與一熱塑性高分子，以形成一淀粉合膠； 以及 對該淀粉合膠進行一發泡制程，以形成一淀粉復合發泡材料。
14. 如權利要求13所述的淀粉復合發泡材料的制備方法，其中所述發泡制程為一超臨 界發泡制程。
15. 如權利要求13所述的淀粉復合發泡材料的制備方法，還包括于所述發泡制程中添 加一發泡劑。
16. 如權利要求15所述的淀粉復合發泡材料的制備方法，其中所述發泡劑為二氧化碳 或氮氣。
17. 如權利要求13所述的淀粉復合發泡材料的制備方法，其中所述淀粉合膠還包括二 氧化娃納米顆粒，其粒徑介于lnm?300nm。
【文檔編號】C08K5/053GK104419018SQ201310471111
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】廖圣茹, 張志仁, 劉彥伯, 劉信助, 鐘曜竹, 陳建明 申請人:財團法人工業技術研究院