cczzy淀粉基泡沫塑料的研究 (1)

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淀粉-聚丙烯泡沫塑料的研究

淀粉-聚丙烯泡沫塑料的研究
中图分类 号 :T 3 8 4 Q 2.
The St y o ar h p l pr p l n a s ud fSt c o y o y e e Fo m
Z NG u — ,L i HE J nl i IX n ,L u z o g IY —h n
( otw s r oy cncl nvri ,X’ 0 2 h ni hn ; 1N r et nP l eh ia U i sy in7 0 7 ,S a s,C i h e t e t a 1 a
d g a a in Th e r d to fsa c p lp o ye e f a r r a yt r u h t e a to fS n lg t h t O — e d t . e d g a ai n o tr h— o y r p l n o msa emo e e s h o g h cin o u i h , o , X r o
摘要 :聚苯乙烯泡沫塑料降解 困难 ,引起 了环境污染 ,不得不限制其使用 。聚乙烯泡沫塑料在 自然环 境中曝晒 ,在光 、热 、氧作用下能降解 ,但是其降解速度比聚丙烯泡沫塑料的低得多。而聚乙烯和聚丙烯
泡沫塑料均难于生物降解。淀粉一 聚丙烯泡沫塑料易于进行光、热、氧作用下的降解并且易于进行生物降 解 ,这对于环境保护有着重要的意义。本文介绍了淀粉一 聚丙烯泡沫塑料的配方和工艺情况。淀粉・ 聚苯烯 复合物在加入助剂的条件下 , 采用挤出发泡 的方法 ,可制得易于降解的泡沫塑料。 关键词 :淀粉一 聚丙烯泡沫塑料 ;降解 ;生物降解
Ke r s sa c — oy r p l n o ms d g a ai n; bo o ia e r d t n y wo d : tr h p l p ye e fa ; e d t o r o ilg c l g a a i d o

淀粉基塑料与食品包装安全性研究

淀粉基塑料与食品包装安全性研究

淀粉基塑料与食品包装安全性研究随着环保意识的增强,传统塑料制品对环境和人类健康造成的负面影响逐渐引起关注。

在这种情况下,淀粉基塑料作为一种生物降解替代品,受到了广泛的研究和应用。

然而,淀粉基塑料在食品包装领域的安全性引起了人们的关注。

本文将从淀粉基塑料制备、特性以及与食品包装的安全性进行综述研究。

一、淀粉基塑料制备淀粉基塑料是以淀粉为主要原料,通过添加塑化剂和增强剂进行加工制备而成。

淀粉可以来自多种植物,如玉米、马铃薯等,其具有广泛的可再生性。

塑化剂通常是低分子量的聚合物,如聚乙烯醇(PVA),用于增加淀粉的可塑性。

同时,为了提高淀粉基塑料的力学性能,可以添加增强剂,如纤维素、纳米颗粒等。

制备出的淀粉基塑料具有可降解性、可压缩性以及良好的加工性能。

二、淀粉基塑料特性1. 可降解性淀粉基塑料是生物降解塑料的一种。

与传统塑料相比,淀粉基塑料更易于分解和降解,降低对环境的污染。

在适当的条件下,淀粉基塑料可以在自然环境中降解成水和二氧化碳,并被微生物所利用。

这种特性使得淀粉基塑料成为一种可持续的塑料替代品。

2. 水溶性淀粉基塑料在接触水分后会发生水溶性增强,这是因为淀粉分子的水溶性导致的。

而传统塑料往往不能被水分分解,因此在处理和废弃时对环境造成较大的压力。

然而,水溶性也会导致淀粉基塑料在湿润环境中失去其结构和功能。

3. 力学性能淀粉基塑料的力学性能可以调控,可以通过添加增强剂和改变制备工艺来改善其力学性能。

然而,与传统塑料相比,淀粉基塑料的强度和耐热性较差。

这使得淀粉基塑料在某些应用领域上有限制。

三、食品包装安全性研究淀粉基塑料在食品包装领域的应用日益普遍,在确保食品安全的同时,也受到了更多的关注。

食品包装材料必须符合严格的安全标准,确保不会对食品品质和消费者健康造成损害。

因此,淀粉基塑料的安全性研究显得尤为重要。

1. 迁移性研究淀粉基塑料作为食品包装材料,其内部添加的塑化剂和增强剂可能会迁移到包装的食品中。

淀粉基泡沫材料的研究进展

淀粉基泡沫材料的研究进展

淀粉基泡沫材料的研究进展随着聚合物工业发展,其所导致的环境污染引起了人们对聚合物废弃物处理问题的关注。

泡沫塑料密度小、体积大、不便于集中和运输,而且本身化学性质稳定,具有耐老化、抗腐蚀等特点,日益增长的泡沫塑料垃圾对生态系统的威胁越来越大,引起了严重的“白色污染”,世界上许多国家均已立法禁止生产难降解的泡沫塑料产品”。

近年来我国泡沫塑料产量每年以约 10%的速度增加。

据估算,我国仅电视机用泡沫包装材料每年废弃量就达1.5万t。

此外,随着关税壁垒的逐渐弱化,国产商品的出口开始受到“绿色贸易壁垒”的困扰。

在这些“绿色贸易壁垒”中,由于我国的包装材料不合格而被拒之在他国门外的占相当大的一部分。

因此开发并应用具有良好环境相容性的“绿色环保缓冲材料”已成为 21世纪的必然趋势。

淀粉是绿色植物光合作用的最终产物,是生物合成的最丰富的可再生资源,具有品种多、价格便宜等特点。

此外,淀粉还具有挤出膨胀性能和抗静电作用,可以用于包装运输等领域。

淀粉易受微生物侵蚀,具有优良的生物降解性能。

因此,开发淀粉基可降解泡沫塑料不仅为更好地利用丰富的天然资源开辟了一条新的途径,而且还可以解决“白色污染”,给我们现有的生活环境和可持续发展提供良好的“沃土”,另外还能缓解生化能源紧缺的危机。

笔者现就国内外淀粉基可降解泡沫塑料的成型方法作一综述,以期为进一步开展绿色缓冲材料的研究提供指导。

1天然淀粉泡沫塑料天然淀粉包括玉米淀粉,土豆淀粉,小麦淀粉,蜡质玉米淀粉,高度支化土豆淀粉,木薯淀粉以及西米淀粉等[1,2]。

一般呈粒状,含有不同比例的直链和支链结构。

普通淀粉泡沫塑料大都是开孔结构,泡孔均匀性差,较脆;而高直链淀粉泡沫塑料则形成闭孔结构,泡孔小而且比较均匀,压缩强度较普通淀粉泡沫塑料小,脆性明显降低。

2变性淀粉泡沫塑料淀粉是一种强极性的结晶性物质,热塑性差,同时淀粉是亲水生物质,由纯淀粉制备的泡沫塑料不适宜在有水或湿度较大的环境中使用,因而要对淀粉进行改性,以适应生产和应用的要求。

可降解塑料-淀粉塑料的研究与应用

可降解塑料-淀粉塑料的研究与应用

可降解塑料-淀粉塑料的研究与应用背景资料随着环境保护的呼声日益高涨以及塑料工业的不断发展,可降解塑料走进了人们的视线,并逐渐成为一类重要的高分子材料。

可降解塑料的意义所谓可降解塑料按其降解机理主要分为光降解塑料、生物降解塑料和光/生物双降解塑料。

而我们这里谈的淀粉塑料属于生物降解塑料。

即是指在自然环境下通过微生物的生命活动能很快降解的高分子材料。

淀粉塑料可以运用的可行性淀粉是刚性较强而又含有许多羟基基团的天然高分子,分子内又有许多羟基形成的氢键,它是由许多葡萄糖分子缩聚而成的高聚体,分子式为(C6H10O5)n,根据分子结构不同分为直链淀粉和支链淀粉两种。

直链淀粉可以溶解,聚合度约在100~6000之间,例如玉米淀粉的聚合度在200~1200之间,平均约800,而支链淀粉是不溶解的。

由于淀粉结构中含有大量羟基,因此,它的结晶度较大,一般玉米淀粉的结晶度可达39%,结晶度这样高的淀粉,其熔点不高,无法加工。

因此采用对淀粉进行接枝改性和引入各种增塑剂破坏淀粉的结晶度,使其具有可加工性。

淀粉塑料的研究当今世界对淀粉塑料的研究主要是对玉米-淀粉塑料的研究。

玉米淀粉是分布广泛、价格低廉的天然高分子化合物,是一种完全可生物降解的物质。

但淀粉单独制成的薄膜,质脆且遇水溶化,无实用价值,要制成有用的塑料制品,必须掺合其它物质。

经成型、加工满足需求的制品,生产的薄膜具有生物可降解性,用作农田覆盖而废弃后,即被土壤的微生物吞噬、分解、腐烂,在田地里自然损耗,不污染环境。

本研究使用的原料是玉米淀粉、乙烯一丙烯酸共聚物、氨水、尿素、水等。

其中玉米淀粉需用量占50%以上。

工艺路线为:1乙烯一丙烯酸共聚物的合成2配料3活性共混4螺旋式混料机混溶5挤压6吹塑。

淀粉塑料的应用,发展前景以及不足之处当前,世界上许多国家都在进行以“生物分解树脂”取代现有塑料包装的研究。

”玉米淀粉树脂”具有广阔的发展前景。

这种树脂是以玉米为原料,经过塑化而成。

淀粉基塑料的阻燃性能与安全性研究

淀粉基塑料的阻燃性能与安全性研究

淀粉基塑料的阻燃性能与安全性研究摘要:淀粉基塑料作为一种环境友好型塑料材料,具有良好的可再生性和可降解性,因此在塑料领域受到越来越广泛的关注。

然而,由于淀粉基塑料本身的可燃性,其阻燃性能和安全性问题成为制约其应用的关键因素。

本文通过综述已有的研究成果,探讨了淀粉基塑料的阻燃性能与安全性,并提出了一些改进措施和展望。

1. 引言全球环境问题日益严峻,传统不可降解塑料材料对环境造成严重的污染。

淀粉基塑料作为一种可降解的替代品,吸引了研究者们的关注。

但由于其可燃性,阻燃性能和安全性问题是制约其广泛应用的主要挑战。

因此,研究淀粉基塑料的阻燃性能和安全性具有重要意义。

2. 淀粉基塑料的可燃性淀粉基塑料中的淀粉是一种碳水化合物,具有显著的可燃性。

淀粉的燃烧过程主要包括干燥、分解、燃烧和灰化四个阶段。

在淀粉基塑料的燃烧过程中,温度的升高导致淀粉分解释放出大量的热量和可燃气体,进而引发燃烧反应。

因此,淀粉基塑料的可燃性是其阻燃性能的关键。

3. 淀粉基塑料的阻燃性能研究为了提高淀粉基塑料的阻燃性能,研究人员通过添加阻燃剂、改变淀粉结构、控制燃烧条件等方法进行研究。

研究表明,添加无机阻燃剂能够显著改善淀粉基塑料的阻燃性能。

例如,添加氢氧化铝和硼酸盐等阻燃剂可以有效降低淀粉基塑料的燃烧速率和烟雾密度。

此外,通过改变淀粉的结晶性和分子链结构,也可以改善淀粉基塑料的阻燃性能。

例如,通过添加改性剂或改变淀粉颗粒的形态,可以提高淀粉基塑料的炭化速率和抗燃性。

4. 淀粉基塑料的安全性研究淀粉基塑料的安全性主要包括生物相容性和环境友好性两个方面。

研究表明,淀粉基塑料在体内具有良好的生物相容性,不会在组织内产生有害物质。

然而,近期有研究发现,淀粉基塑料的降解产物中存在微量的可溶性有机化合物,其对环境的影响尚不明确,需要进一步的研究和评估。

5. 改进措施和展望为了进一步提高淀粉基塑料的阻燃性能和安全性,研究人员可以从以下几个方面进行努力。

淀粉基塑料四大类及其研究进展

淀粉基塑料四大类及其研究进展

淀粉基塑料四大类及其研究进展塑料制品正在被广泛应用于人们生产和生活的各个领域,塑料以其质轻、防水、耐腐蚀、强度大等优良的性能受到人们的青睐。

然而,大量废弃的塑料制品因为其不可降解性而带来了“白色污染”的困扰。

为此,从70年代以来,人们开始了对降解塑料的研究和开发。

淀粉作为一种天然高分子化合物,其来源广泛,品种繁多,成本低廉,且能在各种自然环境下完全降解,最终分解为CO2和H2O,不会对环境造成任何污染,因而淀粉基降解塑料成为国内外研究开发最多的一类生物降解塑料。

到目前为止,淀粉基降解塑料主要有填充型、光/生物双降解型、共混型和全淀粉塑料四大类。

淀粉的结构和性能天然淀粉是以内部有结晶结构的小颗粒状态存在的,其分子结构有直链和支链两种。

对于不同的植物品种,其淀粉颗粒的形态,大小H以及直链淀粉和支链淀粉含量的比例都各不相同。

淀粉颗粒的粒径大都在15~100μm。

直链淀粉的葡萄糖以α-D-1.4-糖苷键结合的链状化合物,相对分子质量为(20~200)×104。

支链淀粉中各葡萄糖单元的连接方式除α-D-1,4-糖苷键外,还存在α-D-1,6-糖苷键,相对分子质量为(100~400)×106。

淀粉的性质与淀粉的相对分子质量、支链长度以及直链淀粉和支链淀粉的比例有关。

实验证明高直链含量的淀粉更适合于制备塑料,所得制品具有较好的机械性能。

天然淀粉分子间存在氢链,溶解性很差,亲水但并不易溶于水。

加热时没有熔融过程,300℃以上分解。

然而淀粉可以在一定条件下通过物理过程破坏氢键变成凝胶化淀粉(gelatinizedstarch)或叫解体淀粉(destructurized starch)。

这种状态的淀粉结晶结构被破坏,分子变得无序化。

有两种途径可以使淀粉失去结晶性:一是使淀粉在含水大于90%的条件下加热,至60℃~70℃时淀粉颗粒首先溶胀,而后达到90℃以上时淀粉颗粒消失而凝胶化。

二是在水含量小于28%的条件下将淀粉在密封状态下加热,塑炼挤出,这时淀粉经受了真正的熔融。

淀粉基生物质发泡塑料的缓冲性能研究

淀粉基生物质发泡塑料的缓冲性能研究

淀粉基生物质发泡塑料的缓冲性能研究doi:10.3969/j.issn.1674-7100.2017.03.004收稿日期:2017-01-02基金项目:湖南省教育厅科学研究基金资助项目(16C0459)作者简介:孙 刚(1989-),男,湖南郴州人,湖南工业大学硕士生,主要研究方向为高分子材料加工成型, E-mail :1004383486@通信作者:曾广胜(1975-)男,湖南洞口人,湖南工业大学教授,博士,主要从事聚合物成型工艺及设备方面的教学与研 究,E-mail :guangsheng_zeng@孙 刚 曾广胜湖南工业大学包装与材料工程学院湖南 株洲 412007摘 要:以淀粉和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA )为原料,辅以甘油、NaHCO 3、木粉等助剂,利用平板硫化机进行模压发泡,制备淀粉基复合发泡材料。

通过静态压缩特性分析,研究复合发泡材料的缓冲特性,以及淀粉、甘油、NaHCO 3添加量对复合材料缓冲性能的影响。

研究结果表明:随着淀粉添加量的增加,复合材料的缓冲性能得到提高,淀粉质量分数为55%时,复合材料的缓冲性能相对最好;甘油的添加可以增加复合发泡材料的柔韧性,当其质量分数为14%时,复合材料的缓冲性能相对最好;NaHCO 3发泡剂的添加对复合发泡材料的缓冲性能影响较大,其质量分数为9%时,复合材料的缓冲性能相对最好。

关键词:淀粉;乙烯-醋酸乙烯共聚物;NaHCO 3;静态压缩特性;缓冲性能中图分类号:TB332;TB487 文献标志码:A 文章编号:1674-7100(2017)03-0031-050 引言传统的发泡材料制品质轻,隔热隔音性能好,缓冲性能优良,在日常生产生活中随处可见,但其带来的能源与环境危害非常大[1]。

淀粉基生物质发泡塑料是以淀粉及其他一些天然高分子物质作为基料生产出来的可生物降解塑料,在自然环境下可由微生物的分解作用最后代谢为水和二氧化碳,所用原料为可再生资源,且对环境友好[2-5]。

淀粉基生物降解发泡塑料的缓冲性能研究

淀粉基生物降解发泡塑料的缓冲性能研究

收稿日期:2006Ο09Ο29作者简介:王秋利(1981-),黑龙江人,天津科技大学硕士研究生,主要研究方向为淀粉基生物降解塑料。

淀粉基生物降解发泡塑料的缓冲性能研究王秋利,王建清,成培芳(天津科技大学,天津300222)摘要:通过淀粉基生物降解发泡塑料的静态压缩试验,处理得出该发泡材料的C 2σ曲线,并讨论了材料中淀粉、甘油及发泡剂对缓冲性能的影响。

关键词:淀粉;生物降解;缓冲性能;发泡剂中图分类号:T Q328 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2007)02-0014-02R e se a rch on th e C u sh ion in g P e rfo rm a n ce of S ta rch B iod e g ra d a b le F oam sWAN G qiu 2li,WAN G J ian 2qing,CHEN G pei 2fang(Tianjin University of Science and Technol ogy,Tianjin 300222,China )A b s t ra c t:The C 2σcurves were p l otted fr om static comp ress test of starch bi odegradable f oa m s,and the effects of the starch,glycerin and vesicant on cushi oning p r operties of f oa m s were discussed .K e y w o rd s:starch;f oa m;bi odegradati on;vesicant 淀粉基生物降解塑料是近年来发展很快的一类降解塑料,是以淀粉及其他一些天然高分子物质如纤维素、半纤维素、木质素、果胶、甲壳质、蛋白质等作为基本原料生产出的可生物降解塑料。

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百度文库- 让每个人平等地提升自我课程论文成绩题目:淀粉基泡沫塑料的研究所属系化工与制药工程系专业化学工程与工艺学号 06110435姓名陈征远任课教师王艳起讫日期 2013.5-2013.6地点东南大学成贤学院搜索引擎1:中国知网搜索词1:生物降解材料检索结果:淀粉基泡沫塑料的研究王会才2004摘要:淀粉基泡沫塑料是一种重要的生物降解材料。

本文对淀粉进行了增塑、增韧、增强改性,并研究了淀粉的挤出发泡行为。

本论文在淀粉塑化性能研究的基础上,采用部分凝胶化淀粉与纤维混合后,加入其余淀粉,由高速混合器混合分散纤维的方法,制备了分散效果较好的纤维增强淀粉体系,讨论了纤维含量对体系拉伸性能的影响;通过选用适当的增塑剂、适当牌号的PV A和合适的增塑工艺,实现了淀粉/PV A共混体系的热塑性加工,讨论了增塑剂、PV A、水分和己内酰胺等对淀粉/PV A体系的物理机械性能、热性能和生物降解性能的影响。

在基础材料研究基础上,采用柠檬酸/碳酸钠、OBSH和AC发泡剂对淀粉、纤维增强淀粉和淀粉/PV A共混体系进行了挤出发泡研究,并就体系的发泡倍率和泡孔结构进行了研究。

更多还原讨。

关键词:淀粉;纤维;聚乙烯醇(PVA);增强;共混;生物降解;发泡剂;挤出发泡;发泡倍率;搜索词2:天然生物质材料检索结果:淀粉基生物质材料的制备、特性及结构表征熊汉国2008随着石油短缺带来的能源危机和废弃塑料引起的“白色污染”日趋严重,对天然生物质材料的研究愈来愈引起各国政府和科学家们的重视与关注。

淀粉这类来源广泛的天然高分子多糖,则是生物质材料较理想的选择之一。

然而由于淀粉自身的多羟基结构和结晶规整排列,以及由此带来的许多特性,限制了直接将淀粉用于加工或代替塑料薄膜和其它用途的制品,特别是农用地膜,难度更大。

为此,本文以淀粉为原料,选用不同的增强剂制备全生物降解包装膜、农用地膜和宠物玩具。

根据加工材料的需要,选择不同粒度大小的淀粉,并对其进行特殊的物理和化学修饰,使淀粉分子链形态适应其加工性能。

主要研究结果如下:1.纳米二氧化硅改性淀粉基生物降解包装膜的机理通过IR、XPS、XRD及DSC分析技术对纳米二氧化硅改性淀粉基生物降解包装膜的微观结构、原子组成变化、聚集态行为及热特性进行表征和分析,探讨了纳米二氧化硅改性淀粉基生物降解包装膜的机理:纳米二氧化硅不仅同ST和PVA分子间形成氢键,同时还通过化学键作用形成新的C-O-Si键,从而使纳米二氧化硅与ST-PVA分子间形成致密的网络结构,进一步揭示了纳米二氧化硅提高ST-PVA膜性能的本质原因。

【关键词】生物质材料;淀粉;纳米二氧化硅;生物降解;微细化;包装膜;地膜;宠物玩具;搜索引擎2:万方数据库搜索词1:可降解泡沫塑料检索结果:淀粉基可降解泡沫塑料的发泡成型研究进展刘军军何春霞2008摘要:阐述了传统难降解泡沫塑料的危害及开发淀粉基可降解泡沫塑料对环境保护的意义.综述了国内外淀粉基可降解泡沫塑料的成型研究进展,主要包括淀粉的挤出发泡、超临界流体挤出发泡、烘培发泡、模压发泡等.并对淀粉基可降解泡沫塑料的研究趋势进行了展望.【关键词】:淀粉泡沫塑料发泡成型搜索词2:淀粉用于泡沫塑料制品检索结果:淀粉在泡沫塑料制品中的应用刘峰于九皋2001摘要:本文在查阅近期大量文献的基础上,对淀粉用于泡沫塑料制品的研究现状进行了综述.泡沫塑料以优异的性能被广泛应用,但其带来的污染问题也颇令人担忧.淀粉产量丰富,价格低廉,具有天然的生物降解性.它可以通过填充至普通泡沫体系中,也可以通过反应参与泡沫基体的合成及以自身为主体进行发泡成为泡沫制品.淀粉的引入不仅使制品获得环境协调性,降低成本,一些新的性能亦会随之显露..【关键词】:淀粉泡沫塑料生物降解环境搜索引擎3:重庆维普搜索词1:淀粉基塑料检索结果:可完全生物降解淀粉基塑料的性能分析李庆新付秀娟刘煦晴黄进2003摘要:研究了聚乙烯醇、塑化剂等主要原料及无机填料CaCO3的含量对降解材料性能的影响。

结果表明:随着聚乙烯醇、塑化剂含量增加,材料的机械性能有较大提高,尤其是断裂伸长率变化显著;加入碳酸钙可以提高制品的刚度、尺寸稳定性等,但强度、断裂伸长率有所下降。

【关键词】:聚乙烯醇塑化剂生物降解搜索词2:木薯淀粉材料检索结果:生物降解性木薯淀粉基材料吴同刚2008摘要:近几年,随着“白色污染”的日趋严重,给生态环境造成严重污染,生物降解塑料技术是最为倡导的方式,但生物降解存在的主要问题一是制造成本高,二是制造工艺复杂以及淀粉的改性存在污水排放等问题;三是降解制品在塑料中填加光敏剂和淀粉,采用光和生物双重降解方法,但在技术上还未解决淀粉填加量超过60%这一难题,因此,在很大程度上制约降解制品的推广应用。

【关键词】:生物降解性淀粉基生物降解塑料材料木薯白色污染生态环境制造成本1 引言1.1淀粉基塑料淀粉基降解塑料(starched degradable plastic)是指,以淀粉和通用塑料树脂为主要原料,通过成型加工而成的制品,这些制品在细菌、霉菌(真菌)和藻类等自然界微生物的作用下,化学结构发生明显变化,引起某些性能损失的一类塑料。

1.2淀粉基塑结构淀粉分子式为(C6H10O5)n,结构式:图1.1天然淀粉是以内部有结晶结构的小颗粒状态存在的,其分子结构有直链和支链两种。

对于不同的植物品种,其淀粉颗粒的形状,大小以及直链淀粉和支链淀粉含量的比例都各不同。

淀粉颗粒的粒径大都在15~ 100μm。

直链淀粉是由α-1,4葡萄糖苷键连接的线性葡聚糖聚合物,相对分子质量为(20~200)×104 ,而支链淀粉是由α-1,4 和α-1,6 糖苷键连接的具有分支结构的葡聚糖聚合物,相对分子质量为(100~400)×106。

天然淀粉分子间存在氢键,溶解性很差,亲水但并不易溶于水。

加热时没有熔融过程,300℃以上分解。

然而淀粉可以在一定条件下通过物理过程破坏氢键变成凝胶化淀粉或解体淀粉。

这种状态的淀粉结晶结构被破坏,分子变得无序化。

有两种途径可以使淀粉失去结晶性:一是使淀粉在含水>90%的条件下加热,至60-70℃时淀粉颗粒首先溶胀,而后达到90℃以上时淀粉颗粒消失而凝胶化。

二是在水含量<28%的条件下将淀粉在密封状态下加热,塑炼挤出。

这种淀粉和天然淀粉颗粒不同,加热可塑,称为热塑性淀粉,这种淀粉可制备淀粉塑料,同时实验研究表明,直链淀粉更适合制备塑料制品,且机械性能优良2 淀粉基塑料种类2.1 填充型淀粉基塑料填充型淀粉塑料又称生物破坏性塑料,其制造工艺是在通用塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂,然后加工成型,此类产品淀粉含量都不是很高,淀粉含量不超过30%,这是因为淀粉和塑料树脂的极性相差较大,相互黏结性差,增加淀粉含量会造成拉伸强度和断裂伸长率的下降,为了增加淀粉含量一般对淀粉表面进行疏水改性或者加入界面增溶剂。

哈尔滨工业大学的陈建华[1]等以聚乙烯蜡为增溶剂在单螺杆挤出机上实现了低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及线性低密度聚乙烯(LLDPE)对淀粉的增溶共混过程,制备出具有良好实用性能的塑料地膜。

同时结果表明,聚乙烯蜡的加入可明显提高塑料膜的力学性能和生物降解性能。

2.2 光-生物双降解淀粉塑料光/生物降解塑料由淀粉、光敏剂、合成树脂及少量助剂制成,其中光敏剂主要是过渡金属的有机化合物或盐。

其降解机理是淀粉被生物降解,使可降解塑料原料高聚物母体变疏松,增大比表面积。

同时,日光、热、氧等引发光敏剂,导致高聚物断链,分子量下降。

兰州交通大学的刘再满[2]等研究了光敏剂对淀粉含量为35%的淀粉/ 聚乙烯薄膜光降解性能的影响,实验结果表明,硬脂酸铁和硬脂酸铈的光敏化作用相近且均优于二乙基二硫代氨基甲酸铁,而当光敏剂质量分数为0.2%~0.3%时制得的光/ 生物降解薄膜光降解性能较好;夏国宏等[3]通过对7 种型号的光/ 生物降解薄膜的研究后认为其具有较高的实用价值,可以代替普通农膜,消除由普通农膜带来的“白色污染”。

2.3 共混型淀粉塑料淀粉共混塑料是淀粉与合成树脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料, 主要成分为淀粉( 30 %- 60 %) , 少量的PE 的合成树脂, 乙烯/ 丙烯酸( EAA) 共聚物, 乙烯/ 乙烯醇( EVOH) 共聚物, 聚乙烯醇( PVA) , 纤维素, 木质素等, 其特点是淀粉含量高,部分产品可完全降解。

该类材料的研究工作有3方面:改性淀粉,聚合物改性,加入相容剂等。

由于分子间存在氢键,天然淀粉亲水性强,直接加热时没有熔融过程,高温易炭化。

这些性质严重影响了共混物性能。

对淀粉进行改性技术处理,改善其和聚合物的相容性;提高淀粉基薄膜的力学强度,是一个重要的研究内容。

目前,对于淀粉改性主要是酯化、羧化、醚化等。

如酯化淀粉,甲基化淀粉,醛化淀粉,羧化淀粉,氧化淀粉甲酰化淀粉等。

在反应惰性的聚乙烯分子中引入活性较强的基团以增加它与淀粉之间的相容性。

戴李宗[4]对此进行了研究,结果表明,在120 ℃的加工条件下,当有DCP(过氧化二异丙苯)存在下,顺丁烯二酸酐分子中的双键可以与聚乙烯分子链反应生成含有酸酐基团的化合物,产生了多组分聚合物的共混效果,使材料的拉伸强度和断裂伸张率增加。

淀粉、或无机填料与聚合物之间分子结构不同,二者难于形成均匀体系,一般需用“相容剂”。

孙艳侠[5]合成了丙烯酸十八酯-马来酸酐作为相容剂,以聚丙烯为基材,通过填充淀粉和碳酸钙并加入光敏剂,用机械熔融共混的方法制成可生物降解和光降解的复合物,对该材料的力学性能和耐老化性能进行了测定,结果表明,当淀粉和碳酸钙总质量分数不超过60%时,材料的性能达到预期的效果。

2.4 全淀粉型塑料将淀粉分子变构而无序化,形成具有热塑性的淀粉树脂,再加入极少量的增塑剂等助剂,就是所谓的全淀粉塑料。

国外已有全淀粉塑料产品, 日本住友商事会社、日本谷物淀粉公司、美国Novon International 公司、意大利Ferruzzi 公司和Novamont 公司等宣布已研制成功全淀粉降解塑料,淀粉含量为90%~100%,在1~12 月内完全生物降解而不留任何痕迹,无污染,可用于制造各种容器、薄膜和垃圾袋等。

但由于价格的原因,现阶段还只能用作高级化妆品和美国海军出海食品的容器。

国内江西科学院应用化学研究所的邱威扬[6][7]等制备了玉米含量为90%的热塑性淀粉塑料薄膜,成本远低于国外相同类型的产品,性能基本能达到同类应用传统塑料的性能标准,而且通过控制配方,可达到3 个月、半年及1 年的不同降解速率。

3 淀粉与塑料共混工艺3.1 淀粉改性天然淀粉用途广泛但性质存在一些缺陷如糊黏度不具热稳定性、抗剪力稳定性不够、冻融稳定性较差、不具冷水溶解性分支结构较多单独并没有塑料的特性。

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