Fond de recherche et développement en matière plastique à base d'amidon, principe du procédé
Les plastiques à base d'amidon utilisent une réaction chimique pour modifier chimiquement l'amidon, réduire le groupe hydroxyle de l'amidon, changer sa structure d'origine, changeant ainsi les propriétés correspondantes de l'amidon et transformer l'amidon d'origine en amidon thermoplastique.
Contexte R&D
L'amidon est le polymère naturel qui est le deuxième après la cellulose au monde. Il est riche en sources, renouvelables et peu coûteux. Il peut être utilisé pour produire des plastiques à base d'amidon par plastification modifiée. En tant que catégorie importante dans les matériaux biosourcés, les plastiques à base d'amidon ont réussi à atteindre la production et l'application industrielles. Le plastique à base d'amidon est une sorte de produit en plastique qui est fait de l'amidon comme matière première principale, modifié et plastifié puis mélangé avec d'autres polymères. C'est une sorte de bioplastique. Les bioplastiques à base d'amidon peuvent être divisés en plastiques biosourcés et plastiques biodégradables.
Les plastiques biodégradables à base d'amidon sont généralement des mélanges d'amidons modifiés avec des polyesters biodégradables (tels que PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC, etc.), qui sont entièrement biodégradables, compostables, respectueux de l'environnement et adaptés aux déchets. Compostage, mise en décharge et autres méthodes de traitement. Les plastiques biosourcés à base d'amidon sont généralement un mélange d'amidon modifié et de polyoléfines (comme PP / PE / PS, etc.). Son importance environnementale est de réduire l'utilisation des ressources pétrochimiques, de réduire les émissions de dioxyde de carbone et les déchets peuvent être incinérés. Les deux matériaux peuvent remplacer les plastiques traditionnels à base de pétrole et sont largement utilisés dans les matériaux d'emballage en plastique, les matériaux résistants aux chocs, les films et les sacs en plastique, la vaisselle jetable, les récipients alimentaires, les jouets, etc.
Principe du processus
L'amidon est un polymère naturel de haut poids moléculaire avec une grande quantité de groupes hydroxyle dans sa molécule (structures moléculaires II et III), de sorte que l'interaction entre les macromolécules d'amidon est forte, ce qui rend le processus d'amidon difficile à fondre, et est partagé avec d'autres polymères . La compatibilité avec d'autres polymères dans le processus de mélange est également médiocre. Cependant, ces groupes hydroxyles peuvent subir des réactions chimiques telles que l'estérification, l'éthérification, le greffage et la réticulation. Ces réactions chimiques sont utilisées pour modifier chimiquement l'amidon pour réduire le groupe hydroxyle de l'amidon et changer sa structure d'origine, changeant ainsi les propriétés correspondantes de l'amidon et transformant l'amidon d'origine en amidon thermoplastique.
1. Estérification, transestérification ou éthérification
Afin de changer l'hydrophilie de l'amidon en hydrophobie, le groupe hydroxyle sur la molécule d'amidon est estérifié et transestérifié avec un acide gras, un ester d'acide gras ou similaire pour former un ester d'amidon.
2, réaction de réticulation
Afin d'augmenter la force et la résistance à la chaleur du matériau d'amidon, l'amidon est réticulé avec un composé ayant deux ou plusieurs groupes fonctionnels (tels qu'un acide polybasique, etc.) pour provoquer une réticulation modérée de l'amidon.
3, mélange et reformage de l'innovation indépendante de la copolymérisation
La plupart des plastiques d'amidon sont préparés par mélange et mélange d'amidon avec d'autres matériaux polymères. Le produit résultant a une compatibilité limitée en raison d'une mauvaise compatibilité et d'une utilisation limitée. Les plastiques à base d'amidon copolymérisent également l'amidon pendant le processus de modification de l'amidon pour obtenir un copolymère greffé d'amidon et d'autres polymères, améliorant ainsi la compatibilité de l'amidon avec d'autres matériaux polymères. Par modification chimique, la modification de l'amidon a été réalisée: l'hydrophilie a été changée en hydrophobie; la sensibilité à la chaleur a été changée en résistance à la température; la dureté et la fragilité ont été changées en plasticité. Cette modification résout le problème mondial de la modification de l'amidon et jette de bonnes bases pour un traitement ultérieur.
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