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玉米淀粉基生物降解薄膜的研究

柳仕刚

   随着科学的进步和人们环保意识的提高,全球性环境和资源问题越来越受到人们的重视。由塑料袋引起的“白色污染”问题越来越严峻,中国政府于2008年6月1日起正式实施“限塑令”。近年来开发研究可生物降解材料的已成为热门课题。在诸多生物降解材料中,玉米淀粉基降解材料的研究与开发备受关注,不仅是目前生物降解塑料中发展较快、产量较大的一种,也是最具发展前景的天然生物可降解材料之一。 本文以蜡质玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直链玉米淀粉为对象,研究三种不同直链淀粉含量的玉米淀粉(maize starch)与聚乙烯醇(PVA)共混体系相稳定性及浆液成膜性能的研究,探讨了热塑性玉米淀粉基薄膜的加工工艺,并对其性能和结构进行了研究和表征。主要研究结果如下: 以蜡质、普通和高直链三种不同直链淀粉含量的玉米淀粉与PVA为原料制备共混液及薄膜。以初显分离时间和沉降率为量化指标,研究了直链淀粉含量对玉米淀粉与PVA浆液混溶性的影响;并对不同直链淀粉含量的共混膜进行力学性能测定、扫描电镜(SEM)形貌表征。结果表明:随着直链淀粉含量增大,共混液的初始相分离速度和分离程度都显著减小,提高了浆液稳定性;随着共混膜中直链淀粉含量的增加,增加了玉米淀粉和PVA之间的相容性,从而表现出更好的力学性能。 采用高温处理普通玉米淀粉,以此玉米淀粉与聚乙烯醇为原料制备S/P复合膜。着重讨论反应温度对复合膜力学性能和耐水性的影响,并利用X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电镜和生物降解实验分别对薄膜的结晶度、热稳定性、形貌、降解性进行表征分析。结果表明:90-150℃不同温度处理的复合膜成膜性能表现出差异性,在110℃高温处理的复合膜致密性提高,相容性较好,结晶度降低、热稳定性有所增强,表现出较好的力学性能和耐水性;薄膜具有良好的生物降解性。 以高直链玉米淀粉和聚乙烯醇为原料采用流延法制备生物降解薄膜。研究了高直链玉米淀粉的糊化温度,并利用拉力试验机、吸水性实验、扫描电镜以及降解实验分别对薄膜的力学性能、耐水性、微观形貌和生物降解性进行表征分析。结果表明:高直链玉米淀粉的糊化温度较高,经过130℃高温处理的高直链玉米淀粉糊化较充分;与普通玉米淀粉/聚乙烯醇复合膜相比,高直链玉米淀粉复合膜相容性和致密性较好,表现出较好的力学性能和耐水性,具有更好的生物降解性。……   
[关键词]:玉米淀粉;聚乙烯醇;混溶性;成膜性能;生物降解
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:安徽农业大学2010年