淀粉泡沫材料研究進展及其在包裝領域的應用

1、<p>　　淀粉泡沫材料研究進展及其在包裝領域的應用 </p><p>　　歡迎訪www.autooo.net</p><p>　　[摘 要]：在概述淀粉材料發(fā)泡原理的基礎上，綜述了淀粉泡沫材料研究與開發(fā)的最新進展。闡述了材料組成和發(fā)泡工藝參數(shù)等因素對淀粉泡沫材料的發(fā)泡行為和性能的影響，介紹了淀粉泡沫材料在包裝領域的應用，并對未來的研發(fā)方向做了展望。泡沫塑料（如聚苯乙烯泡沫）作

2、為緩；中包裝材料被大量使用。由于回收利用的可操作性差以及價格等方面的原因，絕大部分使用過的泡沫包裝材料被作為廢棄物處理掉的。這些泡沫材料質量輕、體積大而且難于腐爛降解，給環(huán)境帶來了嚴重的沖擊。采用生物降解材料是解決這一問題的有效途徑之一。淀粉作為一種天然高分子，既可再生，又能完全降解。其低廉的價格和廣泛的來源，使得淀粉成為制備生物降解塑料的主要原料之一[1-2]。以淀粉為原料研制開發(fā)的生物降解泡沫材料，在某些領域已經(jīng)開始取代聚苯乙烯泡沫

3、材料，它既可以抑制廢棄的塑料泡沫包裝材料造成的環(huán)境污染，又能節(jié)約有限的石油資源，對于解決目前全球面臨的環(huán)境危機和資源危機無疑具有重要的意義。本文綜述了這方面研究工作的最新進展并對淀粉泡沫材料在包裝領域的應用前景進行了介紹。1 淀粉材料的發(fā)泡淀粉材料的發(fā)泡方法可分為2類：1）升溫發(fā)泡，即在常壓下迅速加熱材</p><p>　　3．1 材料組成的影響通過改變材料的組分來改善泡壁材料的力學性能，進而改善泡沫材料

4、的力學性能，是淀粉泡沫材料研究中的熱點。采用的方法主要是在淀粉中加入高分子材料，特別是可降解的高分子材料，用來提高淀粉材料的柔韌性和降低材料對潮濕的敏感性。Bhatnagar和Hanna在含25%（有質量分數(shù)，后同）為直鏈淀粉的玉米淀粉中，加入聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯，淀粉與塑料的質量比為70∶30。用雙螺桿擠出機得到的泡沫材料，其性能優(yōu)于純淀粉泡沫材料，而且與商品化的松散填充聚苯乙烯泡沫相當。</p><p&g

5、t;　　Willett和Shogren報導了用各種淀粉（玉米、小麥、70%高直鏈和土豆淀粉）與幾種可生物降解的高分子材料共混制備泡沫材料的工作。他們的工作表明在淀粉中加入聚乳酸（PLA）、聚羥基酯醚（PHEE）或聚羥基丁酸―羥基戊酸（PH―BV）可以顯著地提高徑向膨脹比并降低泡沫材料的密度。其它高分子材料，如聚乙內酯（PCL）、聚酯酰胺（PEA）和乙酸纖維素也可以降低泡沫材料的密度，但是，效果要差一些。力學性能測試的結果表明，這些泡沫材

6、料的壓縮強度主要取決于泡沫的密度，而不是淀粉的品種和添加的高分子材料。Shogren等人用烘焙方法制備了淀粉/聚乙烯醇泡沫托盤。結果顯示，加入10%～30%的聚乙烯醇，可以顯著地改善淀粉泡沫材料的強度、柔韌性和抗水性，其力學性能在相當寬的濕度范圍內，滿足作為保證容器使用的要求。3．2 工藝參數(shù)的影響根據(jù)前述的淀粉材料發(fā)泡原理不難看出，在物料成分不變的前提下，影響材料發(fā)泡的工藝參數(shù)是溫度和壓力。調節(jié)溫度和壓力就是要將物料的粘彈性控制

7、在某一范圍內，以便得到所需的泡體結構，同時使物料中的水蒸氣具有足夠大的驅動力促使氣泡膨脹。盡管有許多學者研究了工藝參數(shù)對淀粉材料</p><p>　　4 淀粉泡沫材料在包裝領域的應用用淀粉泡沫松散填充材料替代聚苯乙烯的相應產(chǎn)品作為緩沖包裝材料，是采用可再生的生物降解材料取代基于石油資源的合成塑料制品最成功的范例之一。目前，國際市場上已經(jīng)有多種品牌的該類產(chǎn)品出售，在歐洲具有相當高的市場占有率。在化學藥品、玻璃器皿

8、以及其它質輕易破損產(chǎn)品的包裝中，這種淀粉泡沫填充材料被大量使用，而且上升勢頭迅猛。預計在未來幾年內淀粉泡沫填充材料將徹底取代聚苯乙烯泡沫填充材料。用烘焙方法生產(chǎn)的淀粉泡沫托盤也已經(jīng)進入使用階段。英國最大的食品連鎖超市Sainsbury’s采用德國Apack公司生產(chǎn)的這種托盤作為有機蔬菜和水果的包裝。這是考慮到選擇有機食品的消費者往往非常關心環(huán)保問題，采用可降解包裝是他們所愿意看到的。為了增加托盤的防潮能力，Apack公司對托盤的上表面