一种具有智能保温功能的淀粉基可降解薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是关于一种具有智能保温功能的低成本植物淀粉基可降解薄膜及其制备方法。

背景技术

近年来，推广可降解塑料成为降低传统塑料污染的研究热点。其中淀粉基生物降解塑料是由淀粉、PBAT以及各种助剂制备而成，具有优异性能而被广泛研究。淀粉来源广泛、价格低廉，可降低纯PBAT制品的成本；PBAT具有优异的力学性能又可弥补淀粉强度和疏水性较差的缺点。

但在实际生活中，可降解塑料由于功能化不足，往往难以广泛应用。在许多应用场景中对特定范围控温功能的需求极高，导致大部分仍以使用传统塑料为主。在2022年，塑料快递包装、医用冷藏储运和餐饮外卖塑料三个领域的消耗量均达到百亿吨，而可降解渗透率不足20％。主要原因在于蔬菜、水果、奶蛋制品需要温度控制在0-7℃、药品疫苗运输要求温度在2-8℃，鲜花保鲜要求温度在5-8℃等等。

目前相对于插电式保温技术，相变蓄冷技术凭借可摆脱对电源依赖的优势，在传统塑料改性研究中较为成熟，可达到在一定范围控温的智能保温效果。但由于对成本、相容性以及兼顾力学和保温性能上要求更为苛刻，使用可降解塑料的相关研究较少。

因此，本领域急需提供具有智能保温功能的淀粉基可降解薄膜及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是在保证较低的生产成本的同时，提供一种具备良好保温功能的植物淀粉/高分子聚酯复合降解薄膜及其制备方法，保持材料具有良好机械性能的同时也考虑到其在实际应用领域的功能化需求，通过微胶囊与气凝胶的有效结合赋予了淀粉基膜材料在特定温度范围内的保温能力。

本发明第一方面，提供了一种具有智能保温功能的淀粉基可降解薄膜，其包括：

a)包含下述组分的复合材料制备的基底薄膜：

淀粉 15-40份；

聚氨酯预聚体 3-20份；

己二酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯 40-60份；

相变微胶囊 5-20份

相容助剂 1-10份；

补强剂 1-5份；和

润滑剂 1-5份；以及

b)涂覆在所述基底薄膜上的气凝胶层。

在另一优选例中，所述复合材料包括淀粉20-30份，如22、24、25、26或28份。

在另一优选例中，所述复合材料包括聚氨酯预聚体5-10份，如6、7、8、9或10份。

在另一优选例中，所述复合材料包括己二酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)40-60份；如42、45、48、50或55份。

在另一优选例中，所述复合材料包括相变微胶囊10-20份，如12、14、15、16或18份。

在另一优选例中，所述复合材料包括相容助剂1-5份；如1、2、3、4或5份。

在另一优选例中，所述复合材料包括补强剂2-3份。

在另一优选例中，所述复合材料包括润滑剂1-3份，如1、2、3份。

在另一优选例中，所述复合材料包括，以所述材料总重量计：

淀粉 15-40wt％；

聚氨酯预聚体 3-20wt％；

己二酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯 40-60wt％；

相变微胶囊 5-20wt％

相容助剂 1-10wt％；

补强剂 1-5wt％；和

润滑剂1-5wt％。

在另一优选例中，所述复合材料包括淀粉20-30wt％份，如22wt％、24wt％、25wt％、26wt％或28wt％。

在另一优选例中，所述复合材料包括聚氨酯预聚体5-10wt％，如6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％。

在另一优选例中，所述复合材料包括己二酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)40-60wt％；如42wt％、45wt％、48wt％、50wt％或55wt％。

在另一优选例中，所述复合材料包括相变微胶囊10-20wt％，如12wt％、14wt％、15wt％、16wt％或18wt％。

在另一优选例中，所述复合材料包括相容助剂1-5wt％；如1wt％、2wt％、3wt％、4wt％或5wt％。

在另一优选例中，所述复合材料包括补强剂2-3wt％。

在另一优选例中，所述复合材料包括润滑剂1-3wt％，如1wt％、2wt％或3wt％。

在另一优选例中，所述复合材料中，淀粉与聚氨酯预聚体的重量比为(3-6)：1，较佳地(4-5)：1。

在另一优选例中，所述淀粉选自：木薯淀粉、豌豆淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉，或其组合，优选地，所述淀粉的直链淀粉含量在10wt％-100wt％，其水分含量小于或等于12wt％。

在另一优选例中，聚氨酯预聚体是聚己二酸乙二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸丁二醇和聚己二酸丙二醇中的一种或多种与二苯基甲烷二异氰酸酯反应制得的。

在另一优选例中，聚氨酯预聚体上的异氰酸根(NCO)摩尔(mol)含量为3％-10％，以聚氨酯预聚体总摩尔量计。

在另一优选例中，所述相容剂选自下组：柠檬酸、硼酸、马来酸酐、接枝PBAT、扩链PBAT、或其组合。

在另一优选例中，所述补强剂选自下组：纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、蒙脱土、凹凸棒，或其组合。

在另一优选例中，所述润滑剂选自下组：吐温、硬脂酸钙、硬脂酸镁、芥酸酰胺、或其组合。

在另一优选例中，相变微胶囊的芯材选自下组：正十四烷、糖醇、新戊二醇、三经甲基乙烷、相变蜡，或其组合；壳材选自下组：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、三聚氰胺-甲醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂，或其组合。

在另一优选例中，所述气凝胶选自下组：二氧化硅纳米颗粒、二氧化锆纳米颗粒、三氧化二铝纳米颗粒，或其组合。

在另一优选例中，所述气凝胶的平均粒径≤20nm,较佳地≤15nm或≤10nm。

在另一优选例中，所述基底薄膜的厚度为0.3-1mm，较佳的0.4-0.6mm。

在另一优选例中，所述气凝胶层厚度为0.02-0.2mm，较佳的，0.05-0.1mm。

在另一优选例中，所述基底薄膜与气凝胶层厚度比为(1-20):1，较佳地(2-15):1，更佳地(5-10):1，如3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1或12:1。

本发明第二方面，提供了如权利要求1所述的薄膜的制备方法，包括步骤：

(a)将淀粉、聚氨酯预聚体、己二酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯、相容助剂、补强剂、润滑剂和相变微胶囊经过混料、双螺杆挤出共混、平板硫化仪压制得到所述基底薄膜；

(b)在所述基底薄膜表面涂敷气凝胶层，重新压制成薄膜，从而得到所述具有智能保温功能的淀粉基可降解薄膜。

在另一优选例中，所述基底薄膜的成型方法选自压延成膜、吹制成膜、压制成膜的至少一种；

在另一优选例中，所述气凝胶层的成型方法为压制成膜、旋涂成膜、刮涂成膜、印刷成膜、淋膜中的至少一种。

在另一优选例中，包括以下步骤：

S1，将淀粉颗粒在50℃-70℃烘箱中干燥2-4小时；

S2，将干燥好的淀粉放入高混机中，加入聚氨酯预聚体，对淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在80℃-100℃，混合时间为15min-40min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h-24h，利用粉碎机将改性淀粉加工成20目-60目大小的颗粒；

S3，将S2得到的改性淀粉颗粒放入高混机中，加入PBAT和相变微胶囊，再加入相容剂和补强剂和润滑剂并混合；优选地，高混机内的温度控制在20℃-30℃，混合时间为5min-10min；

S4，将S3制备好的混合料加入双螺杆中，设置各分区温度，加料段温度设置为120℃-130℃，中间段温度设置为130℃-150℃，机头部分的温度设置为135℃-155℃，然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到浅黄色圆柱状颗粒原料；

S5，将S4得到的混合料在烘箱中干燥2h-4h，烘箱内的温度为60℃-80℃，干燥好的原料预热10-15h，加入平面硫化仪压制薄膜；

S6，将S5得到的薄膜表面均匀涂敷一层凝胶后，重新压制成薄膜，得到所述淀粉基可降解复合薄膜。

在另一优选例中，S5和S6中，压制成膜的平面硫化仪温度独立地设置为100℃-125℃，厚度0.4-0.6mm，压制5-12min。

本发明第三方面，提供了一种具有智能保温功能的产品，其中所述产品部分或全部由本发明第一方面所述的薄膜制备得到。

在另一优选例中，所述产品为包装袋、包装盒、保鲜膜等。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为塑料薄膜产品(实施例8)。得到的淀粉基薄膜表面光洁，颜色呈淡黄色。厚度均一，无明显缺陷，说明淀粉和PBAT具有较好的相容性，且相容性未因相变微胶囊的加入而大幅降低。

图2为扫描电镜500倍情况下膜表面(无凝胶)图像(实施例8)。

图3为扫描电镜300倍情况下膜表面(有凝胶)图像。明显可以看出凝胶涂敷后，薄膜表面出现了凝胶颗粒，且分布较为均匀(实施例5)。

图4为红外光谱曲线(实施例8)。根据谱图可以推测，2958.07cm

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过大量筛选和测试，提供了一种具有智能保温功能的淀粉基可降解薄膜以及制备方法。具体地，采用聚氨酯预聚体改性后的淀粉，淀粉分子结构中的活性羟基数目大幅减少，疏水性能明显提高。改性淀粉与高分子聚酯的相容性较高，通过平板硫化仪得到的膜材料表面光滑且表现出优异的韧性。同时微胶囊的加入，使得产品具有能够在相变温度附近吸放热的能力，从而具有智能保温的效果。经过气凝胶涂层后所得的淀粉薄膜，其孔隙率提高使热导率降低，从而使淀粉薄膜表现出更好的保温性。此外，本发明意外地发现相变微胶囊和气凝胶具有协同保温作用，二者的组合进一步提高了淀粉基材料的保温控温功能。在此基础上完成了本发明。

术语

除非另有定义，否则本文中所用的全部技术术语和科学术语均具有如本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。

如本文所用，在提到具体列举的数值中使用时，术语“约”意指该值可以从列举的值变动不多于1％。例如，如本文所用，表述“约100”包括99和101和之间的全部值(例如，99.1、99.2、99.3、99.4等)。

如本文所用，术语“含有”或“包括(包含)”可以是开放式、半封闭式和封闭式的。换言之，所述术语也包括“基本上由…构成”、或“由…构成”。

如本文所用，术语“室温”或“常温”是指温度为4-40℃，较佳地，25±5℃。

具有智能保温功能的淀粉基可降解薄膜

本发明提供了一种具有智能保温功能的淀粉基可降解薄膜，其包括：

a)基底薄膜和b)涂敷在所述基底薄膜上的气凝胶层；

其中，所述基底薄膜通过包含下述组分的复合材料制备：

淀粉 15-40份；

聚氨酯预聚体 3-20份；

己二酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯 40-60份；

相变微胶囊 5-20份

相容助剂 1-10份；

补强剂 1-5份；和

润滑剂 1-5份。

或者，所述复合材料包括，以所述材料总重量计：

淀粉 15-40wt％；

聚氨酯预聚体 3-20wt％；

己二酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯 40-60wt％；

相变微胶囊 5-20wt％

相容助剂 1-10wt％；

补强剂 1-5wt％；和

润滑剂 1-5wt％。

本发明对淀粉种类没有特别要求，可使用常见的植物淀粉，如木薯淀粉、豌豆淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉和玉米淀粉等，优选地，淀粉的直链淀粉含量在10wt％-100wt％，其水分含量小于或等于12wt％。

在另一优选例中，聚氨酯预聚体是聚己二酸乙二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸丁二醇和聚己二酸丙二醇中的一种或多种与二苯基甲烷二异氰酸酯反应制得的。优选地，聚氨酯预聚体上的异氰酸(NCO)摩尔(mol)含量为3％-10％，以聚氨酯预聚体总摩尔量计。

在另一优选例中，所述相容剂选自下组：柠檬酸、硼酸、马来酸酐、接枝PBAT、扩链PBAT、或其组合。

在另一优选例中，所述补强剂选自下组：纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、蒙脱土、凹凸棒，或其组合。

在另一优选例中，所述润滑剂选自下组：吐温、硬脂酸钙、硬脂酸镁、芥酸酰胺、或其组合。

本发明中，相变微胶囊提供了主要的智能保温特性。相变材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质，相变微胶囊是利用微胶囊技术将相变材料进行包覆、封装而形成的具有储能、调温效果的新型材料，能够实现在相变温度附近范围保温的功能。

普通保温效果是通过阻断与外界的热量交换而实现。相对普通保温，本发明的智能保温是指当外界温度高于相变温度时，相变微胶囊吸热，发生从固态到液态的相变化；当外界温度高于相变温度时，相变微胶囊放热，发生从液态到固态的相变化，达到膜内的保温效果。薄膜的智能保温温度取决于相变微胶囊的相变温度，可以根据需要选择。优选地，所述相变微胶囊的芯材选自下组：正十四烷、糖醇、新戊二醇、三经甲基乙烷、相变蜡，或其组合；壳材选自下组：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、三聚氰胺-甲醛树脂、脲醛树脂和丙烯酸树脂，或其组合。

优选地，本发明薄膜的智能保温温度为-10-40℃，如0-10℃、10-20℃、20-30℃或30-40℃等。

进一步地，本发明人发现，上述基底薄膜与气凝胶层组合，能够进一步提高保温效果。

气凝胶是一种纳米级多孔固态材料，具有密度低、孔隙率高的特点，可有效降低热导率，其固态热导率比相应的玻璃态材料低2-3个数量级，在隔热涂层领域应用广泛。

气凝胶和相变微胶囊的协同可以使材料具有一定保温性能的基础上，实现特定温度范围内的控温。本申请通过添加相变微胶囊和气凝胶，赋予淀粉基材料特定范围内控温的功能，进而成功制备出具有智能保温功能的淀粉基膜材料。

制备方法

本发明还提供了如上所述的薄膜的制备方法，包括步骤：

(a)将淀粉、聚氨酯预聚体、己二酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯、相容助剂、补强剂、润滑剂和相变微胶囊经过混料、双螺杆挤出共混、平板硫化仪压制得到所述基底薄膜；

(b)在所述基底薄膜表面涂敷气凝胶层，重新压制成薄膜，从而得到所述具有智能保温功能的淀粉基可降解薄膜。

在另一优选例中，所述方法包括步骤：先将淀粉和聚氨酯预聚体混合并在80-100℃对淀粉进行改性，从而获得改性淀粉。然后将所述改性淀粉与其他组分混合从而获得基底薄膜。

在另一优选例中，所述基底薄膜的成型方法选自压延成膜、吹制成膜、压制成膜的至少一种；

在另一优选例中，所述气凝胶层的成型方法为压制成膜、旋涂成膜、刮涂成膜、印刷成膜、淋膜中的至少一种。

在另一优选例中，包括以下步骤：

S1，将淀粉颗粒在50℃-70℃烘箱中干燥2-4小时；

S2，将干燥好的淀粉放入高混机中，加入聚氨酯预聚体，对淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在80℃-100℃，混合时间为15min-40min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h-24h，利用粉碎机将改性淀粉加工成20目-60目大小的颗粒；

S3，将S2得到的改性淀粉颗粒放入高混机中，加入PBAT和相变微胶囊，再加入相容剂和补强剂和润滑剂并混合；优选地，高混机内的温度控制在20℃-30℃，混合时间为5min-10min；

S4，将S3制备好的混合料加入双螺杆中，设置各分区温度，加料段温度设置为120℃-130℃，中间段温度设置为130℃-150℃，机头部分的温度设置为135℃-155℃，然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到浅黄色圆柱状颗粒原料；

S5，将S4得到的混合料在烘箱中干燥2h-4h，烘箱内的温度为60℃-80℃，干燥好的原料预热10-15h，加入平面硫化仪压制薄膜；

S6，将S5得到的薄膜表面均匀涂敷一层凝胶后，重新压制成薄膜，得到所述淀粉基可降解复合薄膜。

在另一优选例中，S5和S6中，压制成膜的平面硫化仪温度独立地设置为100℃-125℃，厚度0.4-0.6mm，压制5-12min。

产品

本发明还提供了一种具有智能保温功能的产品，其中所述产品部分或全部由本发明的所述的薄膜制备得到。

在另一优选例中，所述产品包括(但并不限于)：包装袋、包装盒、保鲜膜等。

本发明的主要优点包括：

1.本发明提供了一种具有智能保温功能的淀粉基可降解薄膜，通过使用特点组分的组合，各组分间具有优异的相容性，在实现智能保温的同时和保持了薄膜所需的机械特性。

2.本发明意外地发现相变微胶囊和气凝胶具有协同保温作用，二者的组合进一步提高了淀粉基材料的保温控温功能。

3.本发明的薄膜具有优异的保温性能，可实现特定温度范围内的控温。

4.本发明的薄膜是一种绿色环保材料，在120天可达到完全降解，从而非常适合用于制备具有控温保温性能的产品，具有良好的应用前景。

下面结合具体实施，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。

实施例1

一种具有智能保温功能的淀粉基可降解复合材料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

S1，将木薯淀粉颗粒在60℃烘箱中干燥2小时，密封存放待用；

S2，将干燥好的木薯淀粉放入高混机中，加入相对木薯淀粉质量分数为20％聚氨酯预聚体，对植物淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在85℃，混合时间为30min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h，利用粉碎机将改性淀粉加工成40目大小的颗粒，密封保存备用。

S3，在高混机中放入质量百分含量为35％的S2得到的改性淀粉颗粒，加入质量百分含量为50％的PBAT和质量百分含量为10％的相变微胶囊(壳材采用PMMA，芯材采用正十四烷，用于所有实施例)，再加入质量百分含量为2％的马来酸酐作为相容剂，2％补强剂和1％润滑剂，高混机内的温度控制在25℃，混合时间为10min，混合后取出备用。

S4，将制备好的混合料加入双螺杆中，分别设置各分区温度，各区段的温度设置如下：

其中一区和八区是前段和后端，二至七区为中间段。然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到浅黄色圆柱状颗粒原料。

S5，将S4得到的颗粒材料在烘箱中干燥2h，烘箱内的温度为80℃，干燥好的原料预热12h，加入平面硫化仪压制薄膜。表面均匀涂敷一层气凝胶(SiO

S6，S5中的平面硫化仪温度设置为100℃，模具尺寸10*10cm，厚度0.5mm，压制7min，得到保温的淀粉基可降解薄膜。

实施例2

一种具有智能保温功能的淀粉基可降解复合材料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

S1，将木薯淀粉颗粒在60℃烘箱中干燥2小时，密封存放待用；

S2,将干燥好的木薯淀粉放入高混机中，加入25％的聚氨酯预聚体，对植物淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在85℃，混合时间为30min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h，利用粉碎机将改性淀粉加工成40目大小的颗粒，密封保存备用。

S3，在高混机中放入百分含量为35％的S2得到的改性淀粉颗粒，加入百分含量为50％的PBAT和百分含量为10％的相变微胶囊，再加入百分含量为2％的马来酸酐作为相容剂，2％补强剂和1％润滑剂，高混机内的温度控制在25℃，混合时间为10min，混合后取出备用。

S4，将制备好的混合料加入双螺杆中，分别设置各分区温度，各区段的温度设置如下：

其中一区和八区是前段和后端，二至七区为中间段。然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到浅黄色圆柱状颗粒原料。

S5，将S4得到的颗粒材料在烘箱中干燥2h，烘箱内的温度为80℃，原料再预热12h，在平面硫化仪中压制成薄膜。表面均匀涂敷一层气凝胶后，重新压制成薄膜。重复涂敷操作一次，得到气凝胶厚度约为0.1mm的薄膜。

S6，S5中的平面硫化仪温度设置为100℃，模具尺寸10*10cm，厚度0.5mm，压制7min，得到保温的淀粉基可降解薄膜。

实施例3

一种具有智能保温功能的淀粉基可降解复合材料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

S1，将玉米淀粉颗粒在60℃烘箱中干燥2小时，密封存放待用；

S2,将干燥好的玉米淀粉放入高混机中，加入25％的聚氨酯预聚体，对植物淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在85℃，混合时间为30min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h，利用粉碎机将改性淀粉加工成40目大小的颗粒，密封保存备用。

S3，在高混机中放入百分含量为33％的S2得到的改性淀粉颗粒，加入百分含量为50％的PBAT和百分含量为12％的相变微胶囊，再加入百分含量为2％的马来酸酐作为相容剂，2％补强剂和1％润滑剂，高混机内的温度控制在25℃，混合时间为10min，混合后取出备用。

S4，将制备好的混合料加入双螺杆中，分别设置各分区温度，各区段的温度设置如下：

其中一区和八区是前段和后端，二至七区为中间段。然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到淡黄色圆柱状颗粒原料。

S5，将S4得到的颗粒材料在烘箱中干燥2h，烘箱内的温度为80℃，干燥好的原料预热12h，加入平面硫化仪压制薄膜。表面均匀淋膜一层气凝胶后，得到气凝胶厚度约为0.05mm的薄膜。

S6，S5中的平面硫化仪温度设置为100℃，模具尺寸10*10cm，厚度0.5mm，压制7min，得到保温的淀粉基可降解薄膜。

实施例4

一种具有智能保温功能的淀粉基可降解复合材料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

S1，将玉米淀粉颗粒在60℃烘箱中干燥2小时，密封存放待用；

S2,将干燥好的玉米淀粉放入高混机中，加入25％的聚氨酯预聚体，对植物淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在85℃，混合时间为30min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h，利用粉碎机将改性淀粉加工成40目大小的颗粒，密封保存备用。

S3，在高混机中放入百分含量为33％的S2得到的改性淀粉颗粒，加入百分含量为50％的PBAT和百分含量为12％的相变微胶囊，再加入百分含量为2％的马来酸酐作为相容剂，2％补强剂和1％润滑剂，高混机内的温度控制在25℃，混合时间为10min，混合后取出备用。

S4，将制备好的混合料加入双螺杆中，分别设置各分区温度，各区段的温度设置如下：

其中一区和八区是前段和后端，二至七区为中间段。然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到淡黄色圆柱状颗粒原料。

S5，将S4得到的颗粒材料在烘箱中干燥2h，烘箱内的温度为80℃，干燥好的原料预热12h，加入平面硫化仪压制薄膜。表面均匀涂敷一层气凝胶后，重新压制成薄膜，重复涂敷操作一次，得到气凝胶厚度约为0.1mm的薄膜。

S6，S5中的平面硫化仪温度设置为100℃，模具尺寸10*10cm，厚度0.5mm，压制7min，得到保温的淀粉基可降解薄膜。

实施例5

一种具有智能保温功能的淀粉基可降解复合材料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

S1，将玉米淀粉颗粒在60℃烘箱中干燥2小时，密封存放待用；

S2,将干燥好的玉米淀粉放入高混机中，加入25％的聚氨酯预聚体，对植物淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在85℃，混合时间为30min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h，利用粉碎机将改性淀粉加工成40目大小的颗粒，密封保存备用。

S3，在高混机中放入百分含量为30％的S2得到的改性淀粉颗粒，加入百分含量为50％的PBAT和百分含量为15％的相变微胶囊，再加入百分含量为2％的马来酸酐作为相容剂，2％补强剂和1％润滑剂，高混机内的温度控制在25℃，混合时间为10min，混合后取出备用。

S4，将制备好的混合料加入双螺杆中，分别设置各分区温度，各区段的温度设置如下：

其中一区和八区是前段和后端，二至七区为中间段。然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到淡黄色圆柱状颗粒原料。

S5，将S4得到的颗粒材料在烘箱中干燥2h，烘箱内的温度为80℃，干燥好的原料预热12h，加入平面硫化仪压制薄膜。表面均匀印刷气凝胶后，得到气凝胶厚度约为0.05mm的薄膜。

S6，S5中的平面硫化仪温度设置为100℃，模具尺寸10*10cm，厚度0.5mm，压制7min，得到保温的淀粉基可降解薄膜。

实施例6

一种具有智能保温功能的淀粉基可降解复合材料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

S1，将玉米淀粉颗粒在60℃烘箱中干燥2小时，密封存放待用；

S2,将干燥好的玉米淀粉放入高混机中，加入25％的聚氨酯预聚体，对植物淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在85℃，混合时间为30min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h，利用粉碎机将改性淀粉加工成40目大小的颗粒，密封保存备用。

S3，在高混机中放入百分含量为30％的S2得到的改性淀粉颗粒，加入百分含量为50％的PBAT和百分含量为15％的相变微胶囊，再加入百分含量为2％的马来酸酐作为相容剂，2％补强剂和1％润滑剂，高混机内的温度控制在25℃，混合时间为10min，混合后取出备用。

S4，将制备好的混合料加入双螺杆中，分别设置各分区温度，各区段的温度设置如下：

其中一区和八区是前段和后端，二至七区为中间段。然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到淡黄色圆柱状颗粒原料。

S5，将S4得到的颗粒材料在烘箱中干燥2h，烘箱内的温度为80℃，干燥好的原料预热12h，加入平面硫化仪压制薄膜。表面均匀涂敷一层气凝胶后，重新压制成薄膜，重复涂敷操作一次，得到气凝胶厚度约为0.1mm的薄膜。

S6，S5中的平面硫化仪温度设置为100℃，模具尺寸10*10cm，厚度0.5mm，压制7min，得到保温的淀粉基可降解薄膜。

实施例7

一种淀粉基可降解复合材料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

S1，将玉米淀粉颗粒在60℃烘箱中干燥2小时，密封存放待用；

S2，将干燥好的玉米淀粉放入高混机中，加入25％的聚氨酯预聚体，对植物淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在85℃，混合时间为30min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h，利用粉碎机将改性淀粉加工成40目大小的颗粒，密封保存备用。

S3，在高混机中放入百分含量为45％的S2得到的改性淀粉颗粒，加入百分含量为50％的PBAT，再加入百分含量为2％的马来酸酐作为相容剂，2％补强剂和1％润滑剂，高混机内的温度控制在25℃，混合时间为10min，混合后取出备用。

S4，将制备好的混合料加入双螺杆中，分别设置各分区温度，各区段的温度设置如下：

其中一区和八区是前段和后端，二至七区为中间段。然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到淡黄色圆柱状颗粒原料。

S5，将S4得到的颗粒材料在烘箱中干燥2h，烘箱内的温度为80℃，干燥好的原料预热12h，加入平面硫化仪压制薄膜，得到不含有气凝胶层的淀粉薄膜。

S6，S5中的平面硫化仪温度设置为100℃，模具尺寸10*10cm，厚度0.5mm，压制7min，得到不具有保温功能的淀粉基可降解薄膜。

实施例8

一种具有智能保温功能的淀粉基可降解复合材料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

S1，将玉米淀粉颗粒在60℃烘箱中干燥2小时，密封存放待用；

S2,将干燥好的玉米淀粉放入高混机中，加入25％的聚氨酯预聚体，对植物淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在85℃，混合时间为30min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h，利用粉碎机将改性淀粉加工成40目大小的颗粒，密封保存备用。

S3，在高混机中放入百分含量为30％的S2得到的改性淀粉颗粒，加入百分含量为50％的PBAT和百分含量为15％的相变微胶囊，再加入百分含量为2％的马来酸酐作为相容剂，2％补强剂和1％润滑剂，高混机内的温度控制在25℃，混合时间为10min，混合后取出备用。

S4，将制备好的混合料加入双螺杆中，分别设置各分区温度，各区段的温度设置如下：

其中一区和八区是前段和后端，二至七区为中间段。然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到淡黄色圆柱状颗粒原料。

S5，将S4得到的颗粒材料在烘箱中干燥2h，烘箱内的温度为80℃，干燥好的原料预热12h，加入平面硫化仪压制薄膜，得到不含有气凝胶层的淀粉薄膜。

S6，S5中的平面硫化仪温度设置为100℃，模具尺寸10*10cm，厚度0.5mm，压制7min，得到保温的淀粉基可降解薄膜。

实施例9

一种具有普通保温功能的淀粉基可降解复合材料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

S1，将玉米淀粉颗粒在60℃烘箱中干燥2小时，密封存放待用；

S2,将干燥好的玉米淀粉放入高混机中，加入25％的聚氨酯预聚体，对植物淀粉进行改性处理，高混机中的温度设定在85℃，混合时间为30min，将混合均匀的改性淀粉取出，室温环境下放置12h，利用粉碎机将改性淀粉加工成40目大小的颗粒，密封保存备用。

S3，在高混机中放入百分含量为45％的S2得到的改性淀粉颗粒，加入百分含量为50％的PBAT，再加入百分含量为2％的马来酸酐作为相容剂，2％补强剂和1％润滑剂，高混机内的温度控制在25℃，混合时间为10min，混合后取出备用。

S4，将制备好的混合料加入双螺杆中，分别设置各分区温度，各区段的温度设置如下：

其中一区和八区是前段和后端，二至七区为中间段。然后在双螺杆辅机上拉条、水冷、造粒，得到淡黄色圆柱状颗粒原料。

S5，将S4得到的颗粒材料在烘箱中干燥2h，烘箱内的温度为80℃，干燥好的原料预热12h，加入平面硫化仪压制薄膜，表面均匀印刷气凝胶后，得到气凝胶厚度约为0.05mm的薄膜。

S6，S5中的平面硫化仪温度设置为100℃，模具尺寸10*10cm，厚度0.5mm，压制7min，得到保温的淀粉基可降解薄膜。

将实施例1至实施例9所得到的材料分别编号为X1至X9。将编号为X1、X3、X5的生物降解薄膜按照GB1040-79测试标准，采用4×75mm哑铃型样条进行拉伸力学性能，测试结果如下表1所示。

表1：编号为X1至X3的淀粉基可降解复合材料薄膜的物理性能

由表1可见，本发明淀粉基薄膜产品性能优异，产品性能并没有因为相变微胶囊的增多而发生大幅度的下降，所得薄膜断裂伸长率大于340％，拉伸强度大于5Mpa。

将编号为X1和X3和X7的生物降解薄膜，采用10×10mm、厚度0.50mm的方形样品进行热扩散系数的测试，仪器为激光导热仪(LFA 467)，样品支架采用4samples round/12.7mm。测试结果如下表所示。

表2、编号为X1的淀粉基可降解复合薄膜的保温性测试

表3、编号为X3的淀粉基可降解复合薄膜的保温性测试

表4、编号为X7的淀粉基可降解复合薄膜的保温性测试

由表2和表3可见，本发明淀粉基薄膜产品保温性能优异，热扩散系数较低。两个薄膜的的热扩散体数值均在0.127mm^2/s左右，导热效果未因相变微胶囊含量变化而大幅变化。

由表4可见，不含有微胶囊的气凝胶热扩散系数在0.427mm^2/s左右。相变微胶囊的加入，使得热扩散系数变小，扩散系数小意味着热量大部分被材料所吸收，保温效果更好。

将编号为X1到X8的生物降解薄膜，采用10×10mm、厚度0.50mm的方形样品进行保温性能定性测试，采用热箱法，将薄膜置于有控制的高温或低温环境中，通过测量薄膜内外温度差和传热时间等参数，来确定薄膜的保温性能，得到规律性变化如下：

在膜外温度一定的条件下，达到相同的膜内温度，X2比X1需要的传热时间更长。说明气凝胶涂敷厚度越大，薄膜的导热能力变差，保温效果变好。

在膜外温度一定的条件下，达到相同的膜内温度，X3比X1需要的传热时间更长，X5比X3需要的传热时间更长。说明随着相变微胶囊的加入，薄膜的导热能力变差，保温效果变好。

在膜外温度(30℃)一定的条件下，膜内温度由20℃升温至30℃，X5、X8和X9的传热时间如下：

表5

由表5可以看出，相变微胶囊和气凝胶产生了协同保温作用，比单独相变微胶囊和气凝胶发挥作用的效果更佳。

测试编号为X8的生物降解薄膜的膜内温度，在高温环境(高于相变温度)下，10分钟后测试发现相比起始膜内温度，膜内温度降低，说明相变微胶囊发生相变化，吸收热量，对膜内保温；在低温环境(低于相变温度)下，10分钟后测试发现相对起始膜内温度，膜内温度升高，说明相变微胶囊发生相变化，放出热量，对膜内保温。

将编号为X1的生物降解薄膜进行降解测试。在堆肥条件下，30天可以降解35％,60天可以降解75％以上，90天以内可以达到90％以上降解，120天达到完全降解。室温环境下放置，半年以内机械性能无明显变化。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。