张同心[1]2007年在《热塑性淀粉的制备及其结构与性能的研究》文中提出淀粉是一种十分重要的天然高分子，具有来源广泛、价格低廉和可生物降解等优点，是制备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，具有很高的结晶度(20～45％)。淀粉分子之间氢键作用强，限制了分子链的运动，因此淀粉不具备热塑性加工的性能。通过添加小分子的增塑剂，在热和剪切的作用下可制备热塑性淀粉材料。但是，热塑性淀粉的力学性能和耐水性能较差，限制其作为材料使用。目前，大量的研究工作都集中在改善热塑性淀粉的力学性能和耐水性能上。本文使用转矩流变仪，在增塑剂的存在下制备了热塑性淀粉。通过DSC、XRD、SEM对天然淀粉的塑化机理进行了研究。结果表明，淀粉的塑化是热、剪切和增塑剂共同作用的结果，不能简单的考虑其中一种因素的作用。以水和甘油为增塑剂制备的TPS，其拉伸强度随甘油用量增加而降低，断裂伸长率增加，随甘油用量增加材料的吸水性增强。为了提高热塑性淀粉的性能，使用甲酰胺和己内酰胺为复配增塑剂制备了TPS/PVA共混材料。研究了增塑剂和PVA的种类、用量对共混材料的结构和性能的影响。研究表明：己内酰胺用量过多会导致TPS/PVA在拉伸时发白，损害共混材料的断裂伸长率；PVA的添加能有效地改善热塑性淀粉的力学性能，TPS的断裂伸长率提高的尤为明显；TPS/PVA的吸水性会随PVA用量的增加而增加；醇解度不同的PVA与淀粉的共混效果有明显的区别，DSC、DMTA和SEM的测试结果表明PVA1795与淀粉的混合效果最好。尽管PVA有效地改善了TPS的力学性能，但是TPS/PVA的力学性能和耐水性能依然不尽如人意。使用壳聚糖、水溶性PVA对蒙脱土进行了插层改性，XRD结果显示，只有水溶性的PVA略微增加了蒙脱土的层间距。通过添加纳米二氧化硅、蒙脱土和竹纤维制备了TPS/PVA基复合材料。研究了复合材料的力学性能、流变性能和吸水性能。结果表明，在熔融制备TPS/蒙脱土复合材料过程中，蒙脱土的层间距进一步扩大，而TPS/PVM蒙脱土复合材料中的蒙脱土层间距没有变化；添加少量二氧化硅和蒙脱土能够提高TPS/PVA的力学性能，表面改性后的二氧化硅减少了粒子间的团聚，对聚合物基体力学性能的提高幅度最大；复合材料的加工性能良好，纳米粒子和竹纤维的添加使聚合物熔体的非牛顿性增加，对剪切速率的依赖性增强；吸水性能显示，蒙脱土、二氧化硅能明显提高TPS的耐水性。本文的研究结果为进一步研究热塑性淀粉材料，制备综合性能优异的生物降解材料提供了理论和实践基础。
高炜丽[2]2007年在《淀粉基可生物降解塑料的研究》文中研究指明淀粉是可完全生物降解的天然高分子物质,有着能再生、廉价、易保存和便于运输的特点,在一定条件下可进行各种反应,派生出众多衍生物,具有良好的可利用性和生物降解性,使其成为可生物降解材料的原料。本文采用铈铵硝酸引发体系,利用不同单体,通过改变单体添加量,引发剂添加量,反应时间等单因素,测量淀粉接枝产物的接枝率,最终确定最佳的接枝反应条件分别如下:1、Starch/MMA接枝反应:引发剂含量2.8%,单体含量7.5%,通氮气密封搅拌反应3.3小时后接枝率最大为65.9%,接枝产物耐热275℃,在335℃失重80%左右,过后逐渐分解。2、Starch/MMA/VAc接枝反应:单体配比(VAc:MMA)为1:2,添加3%的引发剂,总单体含量8%,通氮气密封搅拌反应3.5小时的时候,接枝率最大为67.4%,但是产物耐热性不是很好,在241℃以前失重率为5.63%,而且耐热范围不大,在345.4℃时,会迅速失重达到35.8%,之后持续下降,在接近400℃时失重率达到60%-70%,样品经过182℃-229℃过程中的熔融后继续升温有部分氧化后以至分解完全。3、Starch/MMA/St接枝反应:单体配比为1:1,引发剂2.8%,总单体添加量8%的时候通氮气搅拌3.3小时,接枝率最大为61.2%,而且产物耐热性较好,在276℃以前,热稳定性好,失重率仅10.6%,在333.4℃时,可以迅速失重达到66.7%,说明该接枝产物在276℃前具有较好的稳定性,在333.4℃后可以降解,适合做普通塑料材料。比较叁种不同单体添加的接枝反应,发现接枝率相差不大,但是采用两种单体的混合反应,比较昂贵,而且反应复杂,不适合工业化生产。因此将淀粉80℃糊化2h,保温0.5h,40℃添加2.8%引发剂,7.5%MMA单体,通氮气密封搅拌反应3.3小时后的接枝产物,利用螺杆中心距为32mm,料筒直径f300mm长径比L/D为12.5的双螺杆挤出机,控制螺杆转速100rpm样品含水量20%时挤出,测定知道样品可以耐302℃以内的高温,耐水性为14.7%,在简单土埋的情况下,经过180天左右可以达到近60%的失重率,可以说基本上完全降解。
樊燕鸽[3]2007年在《磷酸酯多孔淀粉的制备及其在生物降解塑料膜中的应用》文中研究表明薄膜和包装材料在塑料垃圾中占有相当大的比例，用具有良好生物降解性能的薄膜材料替代它们既可减轻白色污染又可缓解石油资源短缺。淀粉基生物降解塑料薄膜是一种重要的可降解高分子材料。本论文在保证材料生物可降解性的同时，改善材料的力学性和耐水性。主要内容包括磷酸酯多孔淀粉的制备和淀粉基生物降解塑料薄膜的制备。多孔淀粉比原淀粉具有更大的表面积和更多的活性羟基，采用多孔淀粉以干法制备磷酸酯淀粉可有效的提高产品取代度，其冻融稳定性、抗剪切性、热稳定性以及与PVA的相容性也得到改善。对改性淀粉进行增强、增塑和交联处理后，采用模压工艺生产的生物降解膜力学性能得到改善，生物降解性也有所提高。1以淀粉酶在淀粉糊化温度以下水解淀粉，得到多孔淀粉。最佳制备条件为：pH5.2，酶用量1％(占淀粉质量百分比)，反应时间6h，反应温度50℃。2采用更加环保的干法工艺生产磷酸酯多孔淀粉，通过五因素二次正交旋转组合试验得出磷酸盐含量、尿素含量、pH值、反应温度、反应时间对取代度影响关系的五元二次回归方程：Y=-2.2814-0.02248Z_1+0.02436Z_2+0.320223+0.00268Z_4+0.3881Z_5+0.00376Z_1Z_2-0．00357Z_1Z_5+0.00335Z_2Z_3+0.01132Z_2Z_4-0.00171Z_3Z_4-0.04016Z_3Z_5-0.00631Z_4Z_5+0.00147Z_1~2-0.00290Z_3~2。3确定淀粉与PVA用量为7∶3。(质量比)增塑剂：水15％、甘油20％、聚乙二醇15％；(占淀粉质量百分比)交联剂：六次甲基四胺1.5％、硼酸2％；单硬脂酸甘油酯0.6％；尿素3.5％。(占淀粉与PVA总质量的百分比)4采用叁因素二次正交旋转组合试验得出加热温度、模压压力、保压时间对生物降解膜性能影响关系的叁元二次回归方程：Y=-1374.78+13.43Z_1-7.31Z_2-46.13Z_3-0.52Z_1Z_3+0.87Z_2Z_3-0.242Z_2~2。5红外光谱和X-射线衍射的结构分析表明：在改性淀粉的羟基上引入了磷酰基团，并未破坏原淀粉的基本化学结构；交联剂在改性淀粉和PVA之间形成了C-O-C化学交联键；酯化和交联反应均有较强的淀粉晶区破坏作用。6利用土埋法进行生物降解试验，结果表明150d时，生物降解膜失重率可达到60％。
陈庆, 刘宏[4]2010年在《叁大生物降解塑料未来5年市场需求预测》文中进行了进一步梳理介绍了生物降解塑料(淀粉基塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯)的特点、应用及研究现状,并根据世界各着名公司及专家的预测分析,对其未来5年的市场需求进行了预测。
戴宏民, 戴佩燕[5]2015年在《食品包装材料生态化发展下的非石油基降解塑料》文中提出目前常用的非石油基降解塑料可分为全淀粉型、化学(人工)合成型和天然高分子(以淀粉为主)与合成高分子共混型3种类型。淀粉基生物降解塑料能完全生物降解,制成的薄膜具有良好的透明度、柔韧性、抗张强度,不溶于水,无毒,故市场占有率高,被广泛应用于食品包装、食品容器和一次性餐饮具等;聚乳酸生物降解塑料力学性能与聚丙烯相似,并具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性,同时具有无毒、无刺激性、强度高、易加工成型和优良的生物相容性等特点,是一种能够真正实现生态和经济双重效益的、发展速度最快的生物降解塑料;聚丁二酸丁二醇酯生物降解塑料综合性能优良,性价比合理,故在食品包装、一次性餐具、药品包装瓶、生物医用高分子材料以及汽车零部件等领域均具有良好的应用前景。非石油基降解塑料作为包装材料是必然趋势,其得到广泛应用的关键在于提高材料的改性技术与控制成本,同时须保证其对人体无毒无害,强调个性化,并注重提高市场接受度。
陈庆, 崔彪[6]2010年在《全淀粉生物降解塑料技术研究现状》文中提出阐述了淀粉基生物降解塑料的研究现状及发展趋势;重点介绍了全淀粉生物降解塑料技术,从天然淀粉材料本身的多种理化特性着手,对全淀粉塑料的研究背景、现状、特点进行了较为全面的论述;并在此基础上总结归纳出了其今后的发展趋势。
陈庆, 杨欣宇[7]2008年在《生物降解塑料叁大主流技术市场价值分析》文中研究说明资源和环境问题是人类社会发展面临的两大挑战,也是塑料工业实现可持续发展的两大瓶颈。生物降解塑料作为治理塑料废弃物"白色污染"、保护环境和生态平衡、缓解石油资源矛盾、减少污染物排放的有效途径之一,受到了世界各国政府、科研机构及产业界的广泛关注,目前已成为世界各国竞相开发和生产的热点。
闫美珍[8]2008年在《疏水化改性淀粉/PVA生物降解塑料地膜的研究》文中认为目前,地膜覆盖技术在农业中得到了广泛推广,应用到了小麦、水稻、玉米、大豆、高粱、棉花、西瓜等作物的种植中,增产效果明显。由于现在大量使用的地膜是不可降解的高分子化合物,既不受微生物侵蚀,也不能自行分解。长此下去,必然会给后人带来难以解决的污染危害。因此,研究可降解地膜逐渐受到重视。淀粉是自然界丰富的可再生资源,它无毒无害,可完全生物降解,然而较差的力学性能与防水性能却限制了其应用。试验以玉米淀粉为原料,经过羧甲基醚化、交联双改性,生产出热塑性较强的交联-羧甲基淀粉。将自制的交联-羧甲基淀粉与PVA共混,经过交联、增塑、疏水化改性,膜的力学性能达到标准要求,吸水率大大降低。对此主要进行了以下的研究:首先采用二次回归正交旋转组合设计的统计方法对羧甲基醚化改性进行了工艺参数的研究,确定制备羧甲基淀粉的最佳工艺参数为:醚化温度74.44℃,NaOH/淀粉的摩尔比值1.85,醚化时间2.33h,乙醇浓度84.65%,羧甲基化改性淀粉的取代度最大为0.49。在交联改性过程中,确定交联剂种类为环氧氯丙烷。同时,对交联反应的工艺参数进行了优化。四因素叁水平的正交试验设计结果表明:交联剂用量为0.05%、交联温度为55℃、交联时间为1.0h、NaOH用量为1.5%。采用布拉班德黏度、生物显微镜、扫描电镜、傅立叶红外光谱、DSC差示扫描等检测手段对羧甲基淀粉及交联-羧甲基淀粉的性能进行分析。结果表明:羧甲基淀粉颗粒发生无规则“爆裂式”膨胀。由于羧甲基基团的引入,分子间空间障碍的增大以及静电斥力的作用,增加了淀粉低温分散系的保水性,大大减少了凝沉和凝胶倾向,淀粉冷糊也较稳定。羧甲基化反应只发生在淀粉的无定形区,而双改性淀粉破环了淀粉的结晶结构,颗粒有明显的破损沟纹和很深的洞穴,打破了淀粉原有的对称结构。而且交联-羧甲基淀粉的粘度、溶解度、彭润力、透光率、冻融稳定性等性能均较原淀粉及羧甲基淀粉有所改善。以自制的双改性淀粉为原料制备全生物降解地膜,研究结果表明:沉降积为0.8mL的交联-羧甲基淀粉与PVA共混效果较好,且交联-羧甲基淀粉与PVA最佳比例为7:3。复合交联剂用量3.3%、pH=10、温度88℃、时间35min;复合增塑剂的最佳组合为叁乙醇胺0.4%,甘油0.4%,聚乙二醇0.6%;消泡剂吐温80用量为0.4%;脱膜剂液体石蜡用量为0.8%;疏水化改性剂选用PPE,其用量为1.5%。通过扫描电镜、红外光谱等检测手段分析表明:疏水化改性淀粉膜较原淀粉膜的表观结构及内部结构有很大的变化。疏水化改性淀粉膜具有更均一的形态结构,更大的分子量,而且力学性能有很大程度的提高,吸水率则有很大程度的减小。膜的保水及防失水的能力很好,不会因环境湿度的变化而影响膜的使用性能。降解试验研究表明:疏水化改性ST/PVA薄膜具有良好的生物降解性能,ST与PVA比例越大,达到完全降解的时间越短;交联度越高,膜生物降解速率越慢;随着PPE用量的增加,膜的降解性能下降。而且完全降解所需时间从20d到120d不等,因而可通过控制该叁者的用量来实现降解时间人为控制的目的。
陈庆, 刘宏[9]2009年在《叁大生物降解塑料未来5年市场需求预测》文中研究说明目前,全球已开发了多种基于不同原料的生物降解塑料,主要品种包括淀粉基生物降解塑料、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚己内酯(PCL)、二氧化碳共聚物
郭振宇, 胡世伟, 丁着明[10]2011年在《淀粉基降解塑料的研究进展》文中研究指明分别介绍了淀粉直接填充型、淀粉-高分子材料共混型、全淀粉型淀粉基降解塑料的研究现状,简要介绍了淀粉基降解塑料的应用情况,分析了使用此种材料所存在的问题并提出淀粉基降解塑料的发展趋势。
参考文献：
[1]. 热塑性淀粉的制备及其结构与性能的研究[D]. 张同心. 四川大学. 2007
[2]. 淀粉基可生物降解塑料的研究[D]. 高炜丽. 南昌大学. 2007
[3]. 磷酸酯多孔淀粉的制备及其在生物降解塑料膜中的应用[D]. 樊燕鸽. 华中农业大学. 2007
[4]. 叁大生物降解塑料未来5年市场需求预测[J]. 陈庆, 刘宏. 塑料工业. 2010
[5]. 食品包装材料生态化发展下的非石油基降解塑料[J]. 戴宏民, 戴佩燕. 包装学报. 2015
[6]. 全淀粉生物降解塑料技术研究现状[J]. 陈庆, 崔彪. 塑料工业. 2010
[7]. 生物降解塑料叁大主流技术市场价值分析[J]. 陈庆, 杨欣宇. 新材料产业. 2008
[8]. 疏水化改性淀粉/PVA生物降解塑料地膜的研究[D]. 闫美珍. 黑龙江八一农垦大学. 2008
[9]. 叁大生物降解塑料未来5年市场需求预测[J]. 陈庆, 刘宏. 新材料产业. 2009
[10]. 淀粉基降解塑料的研究进展[J]. 郭振宇, 胡世伟, 丁着明. 塑料助剂. 2011
标签：环境科学与资源利用论文; 生物降解塑料论文; 改性淀粉论文; 交联反应论文; 淀粉糊化论文; 甲基论文; 聚乙烯醇论文;