本发明属于新材料加工技术领域，具体涉及一种环保型淀粉基玩具制备材料的加工方法。
背景技术：
天然植物淀粉，是一种来源广泛、价格低廉、可再生的多糖类天然高分子物质，无毒、无污染，广泛用于食品、医药、纺织、造纸等行业。并且逐渐向玩具制造市场转移。
由于淀粉为可再生资源，且无毒无害，可以完全生物降解，以上优点促使玩具加工者对其进行研究探索。当然存在的技术壁垒为：由于淀粉自身属性的限制，具有较差的加工性能、力学强度也不足，耐水性能不佳的问题，导致其得不到有效的利用。因此，改进淀粉材料的性能，尤其是提高其力学加工性能，对于提高淀粉在玩具加工领域的应用具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种环保型淀粉基玩具制备材料的加工方法，加工得到高性能的淀粉基玩具制备材料，具有与塑料媲美的强度和韧性，并且耐水、耐热性得到显著提高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种环保型淀粉基玩具制备材料的加工方法，其优选方案为，以淀粉为主要原料，将制备得到的改性剂加入到淀粉原料中共混反应，得到改性淀粉，进一步的进行强化处理，加工得到高性能的淀粉基玩具制备材料；
淀粉基玩具制备材料的加工工艺：称取干重为330-340克的淀粉置于烧杯中，向烧杯中加入摩尔浓度为1.0-1.2摩尔/升的柠檬酸钠溶液，配制得到淀粉质量分数为35-40%的淀粉乳液混合物，搅拌分散下加入质量分数占乳液混合物质量0.014-0.016%的改性剂，置于-5℃下冷冻6-8小时，将所得冷冻物料转移至装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管的四口烧瓶中，以80-90℃的温度加热融化，向烧瓶中加入6-8克聚乙二醇，升温至55-60℃，持续搅拌35-45分钟，以1.0-2.0滴/秒的速度滴加6.3-6.5毫升醋酸乙烯酯，在60-70℃水浴加热下加入1.6-1.8克过硫酸铵，保温反应35-40分钟，反应结束后，进行脱水、洗涤、干燥、研磨，得到粉状改性淀粉；所述改性剂的制备方法为：取1.2-1.3克纳米二氧化钛分散至40-50毫升无水乙醇中，持续搅拌20-30分钟，加入0.75-0.80克六甲基二硅氮烷，加热回流2-3小时，得到产物进行抽滤、烘干即可。该改性剂能够显著提高淀粉分子的疏水性。
进一步强化处理过程：取90-100克制备得到的改性淀粉分散于1.8-2.0倍体积的去离子水中，向分散物中加入2.3-2.4克长度在5-10微米之间的磨碎玻璃纤维，搅拌分散20-25分钟，继续以550-600转/分钟的速度搅拌，同时加入1.0-1.5克硫酸镁，快速搅拌1-2分钟后加入2-3毫升质量浓度为35-40%的过氧化氢溶液，继续搅拌3-5分钟，以30-35℃的温度静置膨胀10-12小时，置于90-100℃真空干燥箱中干燥12-15小时，研磨成粉过40-50目筛即得所述淀粉基玩具制备材料。可进一步压模成型生产淀粉玩具。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有淀粉材料在玩具制备中表现出的性能不佳的问题，本发明提供了一种环保型淀粉基玩具制备材料的加工方法，通过对淀粉材料性能的研究，以淀粉为主要原料，将制备得到的改性剂加入到淀粉原料中共混反应，得到改性淀粉，进一步的进行强化处理，加工得到高性能的淀粉基玩具制备材料，具有与塑料媲美的强度和韧性，并且耐水、耐热性得到显著提高；在物理以及化学改性的处理下，淀粉基材料的使用性能得到显著提升，不易老化，耐热耐机械剪切性能均达到行业要求，可降解性好，同时实现了经济效益和环保效益；本发明能够显著提高淀粉基玩具材料的综合性能，解决现有玩具制造行业存在的问题，为环保用料开辟了行之有效的路径，能够极大的提高淀粉的利用率，同时保证玩具材料的强度性能。本发明有效解决了淀粉材料在玩具制备中表现出的性能不佳的问题，具有淀粉基含量高、易降解、无污染的特点，力学强度和耐水性能优良，热稳定性好，有助于解决现有淀粉材料自身属性限制的壁垒，降低环境污染，能够实现促进新型玩具加工行业发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于环保型淀粉基材料的研究应用具有较高价值，显著促进植物环保材料研究领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种环保型淀粉基玩具制备材料的加工方法，其优选方案为，以淀粉为主要原料，将制备得到的改性剂加入到淀粉原料中共混反应，得到改性淀粉，进一步的进行强化处理，加工得到高性能的淀粉基玩具制备材料；
具体的，以玉米淀粉原料为例，玉米淀粉基玩具制备材料的加工工艺：
s1:称取干重为330克的玉米淀粉置于烧杯中，向烧杯中加入摩尔浓度为1.0摩尔/升的柠檬酸钠溶液，配制得到玉米淀粉质量分数为35%的淀粉乳液混合物，搅拌分散下加入质量分数占乳液混合物质量0.014%的改性剂，置于-5℃下冷冻6小时，将所得冷冻物料转移至装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管的四口烧瓶中，以80℃的温度加热融化，向烧瓶中加入6克聚乙二醇，升温至55℃，持续搅拌35分钟，以1.0滴/秒的速度滴加6.3毫升醋酸乙烯酯，在60℃水浴加热下加入1.6克过硫酸铵，保温反应35分钟，反应结束后，进行脱水、洗涤、干燥、研磨，得到粉状改性淀粉；
优选的，所述改性剂的制备方法为：取1.2克纳米二氧化钛分散至40毫升无水乙醇中，持续搅拌20分钟，加入0.75克六甲基二硅氮烷，加热回流2小时，得到产物进行抽滤、烘干即可；
s2:改性淀粉进一步强化处理过程：取90克制备得到的改性淀粉分散于1.8倍体积的去离子水中，向分散物中加入2.3克长度在5-10微米之间的磨碎玻璃纤维，搅拌分散20分钟，继续以550转/分钟的速度搅拌，同时加入1.0克硫酸镁，快速搅拌1分钟后加入2毫升质量浓度为35%的过氧化氢溶液，继续搅拌3分钟，以30℃的温度静置膨胀10小时，置于90℃真空干燥箱中干燥12小时，研磨成粉过40-50目筛即得所述淀粉基玩具制备材料。可进一步压模成型生产玉米淀粉基玩具。
实施例2
一种环保型淀粉基玩具制备材料的加工方法，其优选方案为，以淀粉为主要原料，将制备得到的改性剂加入到淀粉原料中共混反应，得到改性淀粉，进一步的进行强化处理，加工得到高性能的淀粉基玩具制备材料；
具体的，以玉米淀粉原料为例，玉米淀粉基玩具制备材料的加工工艺：
s1:称取干重为335克的玉米淀粉置于烧杯中，向烧杯中加入摩尔浓度为1.1摩尔/升的柠檬酸钠溶液，配制得到玉米淀粉质量分数为38%的淀粉乳液混合物，搅拌分散下加入质量分数占乳液混合物质量0.015%的改性剂，置于-5℃下冷冻7小时，将所得冷冻物料转移至装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管的四口烧瓶中，以85℃的温度加热融化，向烧瓶中加入7克聚乙二醇，升温至58℃，持续搅拌40分钟，以1.5滴/秒的速度滴加6.4毫升醋酸乙烯酯，在65℃水浴加热下加入1.7克过硫酸铵，保温反应38分钟，反应结束后，进行脱水、洗涤、干燥、研磨，得到粉状改性淀粉；
优选的，所述改性剂的制备方法为：取1.25克纳米二氧化钛分散至45毫升无水乙醇中，持续搅拌25分钟，加入0.78克六甲基二硅氮烷，加热回流2.5小时，得到产物进行抽滤、烘干即可；
s2:改性淀粉进一步强化处理过程：取95克制备得到的改性淀粉分散于1.9倍体积的去离子水中，向分散物中加入2.35克长度在5-10微米之间的磨碎玻璃纤维，搅拌分散22分钟，继续以555转/分钟的速度搅拌，同时加入1.2克硫酸镁，快速搅拌1.5分钟后加入2.5毫升质量浓度为38%的过氧化氢溶液，继续搅拌4分钟，以32℃的温度静置膨胀11小时，置于95℃真空干燥箱中干燥13小时，研磨成粉过45目筛即得所述淀粉基玩具制备材料。可进一步压模成型生产玉米淀粉基玩具。
实施例3
一种环保型淀粉基玩具制备材料的加工方法，其优选方案为，以淀粉为主要原料，将制备得到的改性剂加入到淀粉原料中共混反应，得到改性淀粉，进一步的进行强化处理，加工得到高性能的淀粉基玩具制备材料；
具体的，以玉米淀粉原料为例，玉米淀粉基玩具制备材料的加工工艺：
s1:称取干重为340克的玉米淀粉置于烧杯中，向烧杯中加入摩尔浓度为1.2摩尔/升的柠檬酸钠溶液，配制得到玉米淀粉质量分数为40%的淀粉乳液混合物，搅拌分散下加入质量分数占乳液混合物质量0.016%的改性剂，置于-5℃下冷冻8小时，将所得冷冻物料转移至装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管的四口烧瓶中，以90℃的温度加热融化，向烧瓶中加入8克聚乙二醇，升温至60℃，持续搅拌45分钟，以2.0滴/秒的速度滴加6.5毫升醋酸乙烯酯，在70℃水浴加热下加入1.8克过硫酸铵，保温反应40分钟，反应结束后，进行脱水、洗涤、干燥、研磨，得到粉状改性淀粉；
优选的，所述改性剂的制备方法为：取1.3克纳米二氧化钛分散至50毫升无水乙醇中，持续搅拌30分钟，加入0.80克六甲基二硅氮烷，加热回流3小时，得到产物进行抽滤、烘干即可；
s2:改性淀粉进一步强化处理过程：取100克制备得到的改性淀粉分散于2.0倍体积的去离子水中，向分散物中加入2.4克长度在5-10微米之间的磨碎玻璃纤维，搅拌分散25分钟，继续以600转/分钟的速度搅拌，同时加入1.5克硫酸镁，快速搅拌2分钟后加入3毫升质量浓度为35-40%的过氧化氢溶液，继续搅拌5分钟，以35℃的温度静置膨胀12小时，置于100℃真空干燥箱中干燥15小时，研磨成粉过50目筛即得所述淀粉基玩具制备材料。可进一步压模成型生产玉米淀粉基玩具。
采用本发明制备得到的淀粉基玩具制备材料生产玉米淀粉基玩具，经过性能测试，拉伸强度达到17-18mpa，断裂伸长率达到210-220%。
本发明有效解决了淀粉材料在玩具制备中表现出的性能不佳的问题，具有淀粉基含量高、易降解、无污染的特点，力学强度和耐水性能优良，热稳定性好，有助于解决现有淀粉材料自身属性限制的壁垒，降低环境污染，能够实现促进新型玩具加工行业发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于环保型淀粉基材料的研究应用具有较高价值，显著促进植物环保材料研究领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。