熱塑性淀粉的制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、淀粉是一種十分重要的天然高分子，具有來源廣泛、價格低廉和可生物降解等優(yōu)點，是制備生物可降解材料的理想原料。天然淀粉以淀粉粒的形式存在，具有很高的結(jié)晶度(20～45％)。淀粉分子之間氫鍵作用強，限制了分子鏈的運動，因此淀粉不具備熱塑性加工的性能。通過添加小分子的增塑劑，在熱和剪切的作用下可制備熱塑性淀粉材料。但是，熱塑性淀粉的力學(xué)性能和耐水性能較差，限制其作為材料使用。目前，大量的研究工作都集中在改善熱塑性淀粉的力學(xué)性能和耐水性能上。

2、 本文使用轉(zhuǎn)矩流變儀，在增塑劑的存在下制備了熱塑性淀粉。通過DSC、XRD、SEM對天然淀粉的塑化機理進行了研究。結(jié)果表明，淀粉的塑化是熱、剪切和增塑劑共同作用的結(jié)果，不能簡單的考慮其中一種因素的作用。以水和甘油為增塑劑制備的TPS，其拉伸強度隨甘油用量增加而降低，斷裂伸長率增加，隨甘油用量增加材料的吸水性增強。 為了提高熱塑性淀粉的性能，使用甲酰胺和己內(nèi)酰胺為復(fù)配增塑劑制備了TPS/PVA共混材料。研究了增塑劑和PVA的種

3、類、用量對共混材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究表明：己內(nèi)酰胺用量過多會導(dǎo)致TPS/PVA在拉伸時發(fā)白，損害共混材料的斷裂伸長率；PVA的添加能有效地改善熱塑性淀粉的力學(xué)性能，TPS的斷裂伸長率提高的尤為明顯；TPS/PVA的吸水性會隨PVA用量的增加而增加；醇解度不同的PVA與淀粉的共混效果有明顯的區(qū)別，DSC、DMTA和SEM的測試結(jié)果表明PVA1795與淀粉的混合效果最好。 盡管PVA 有效地改善了TPS的力學(xué)性能，但是TPS/

4、PVA的力學(xué)性能和耐水性能依然不盡如人意。使用殼聚糖、水溶性PVA對蒙脫土進行了插層改性，XRD結(jié)果顯示，只有水溶性的PVA略微增加了蒙脫土的層間距。通過添加納米二氧化硅、蒙脫土和竹纖維制備了TPS/PVA基復(fù)合材料。研究了復(fù)合材料的力學(xué)性能、流變性能和吸水性能。結(jié)果表明，在熔融制備TPS/蒙脫土復(fù)合材料過程中，蒙脫土的層間距進一步擴大，而TPS/PVA/蒙脫土復(fù)合材料中的蒙脫土層間距沒有變化；添加少量二氧化硅和蒙脫土能夠提高TPS/P