应用于淀粉基塑料的木薯淀粉变性技术研究

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

随着塑料产量的迅速增长，废弃塑料的后处理及造成的环境污染越来越受到各国的关注，现已成为全球性的问题，开发降解塑料是解决塑料污染的一个有效途径。淀粉基塑料是由淀粉与聚烯烃共混制备得到的塑料，因淀粉安全价廉、来源广泛、可降解等优点受到广泛关注。淀粉通过变性处理，可扩大其应用范围，提高其与聚烯烃的相容性，最终实现提高淀粉在塑料中的含量，降低不可降解的聚烯烃的应用量，来达到缓解环境污染压力的问题。因此，对淀粉变性技术的研究尤显重要。
　　本文采用单因素试验方法，以非粮用木薯淀粉为原料，用醋酸酐为酯化剂，甲苯-4-磺酸为催化剂对淀粉进行酯化变性研究。以取代度及反应效率为衡量指标，得出木薯淀粉酯化变性的较佳工艺为：醋酸酐质量分数15％、催化剂质量分数1.5%、反应时间3h、反应温度45℃、浴比1:3。红外光谱分析表明淀粉结构中确实引入了醋酸酯基团，证实了酯化反应的发生；SEM观察显示酯化反应不仅发生在淀粉表面，还发生在淀粉颗粒内部；XRD分析表明木薯醋酸酯淀粉的结晶度较原淀粉下降了8.03%，酯化反应破坏了淀粉的部分结晶结构；DSC分析表明淀粉酯化变性后，改善了其熔融性能，木薯醋酸酯淀粉熔融温度较原淀粉降低了22.3℃。
　　在木薯淀粉酯化变性的基础上，以不同取代度及不同含量的淀粉为基材与聚丙烯(PP)共混制备塑料。通过对塑料拉伸、弯曲、吸水等性能的分析及断面形貌的观察，研究了淀粉酯化程度和含量对淀粉基塑料性能的影响。对淀粉含量25%的淀粉基塑料进行研究，发现随着酯化淀粉取代度的增大，塑料拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率逐渐增大；弯曲模量、吸水率逐渐减小。综合考虑，取代度为0.105的酯化淀粉制备得到的淀粉基塑料综合性能较优。对取代度为0.105的酯化淀粉基塑料进行研究，发现随着淀粉含量的增加，塑料拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率逐渐减小；弯曲模量、吸水率逐渐增加。采用扫描电镜SEM观察淀粉基塑料断面形貌发现，酯化淀粉基塑料比原淀粉基塑料两相结合情况改善，相容性提高，酯化淀粉含量的增大不利于其在共混体系中的分散。
　　在单一酯化变性的基础上，制备得到酯化交联复合变性淀粉。采用不同交联度及不同淀粉含量的酯化交联复合变性淀粉与聚丙烯共混制备得到淀粉基塑料，选用影响淀粉基塑料性能的主要指标拉伸强度及断裂伸长率为衡量指标，探索酯化交联复合变性淀粉交联度及淀粉含量对塑料拉伸性能的影响规律。同时将酯化、交联共混变性淀粉与酯化交联复合变性淀粉对淀粉基塑料拉伸性能的影响进行了比较。对淀粉含量30%的淀粉基塑料进行研究，发现随着酯化交联复合变性淀粉交联度的增大，淀粉基塑料拉伸强度逐渐增大，且均高于单一酯化变性淀粉基塑料。随着酯化交联复合变性淀粉交联度的增大，共混塑料断裂伸长率逐渐增大，交联度较低时，复合变性淀粉基塑料断裂伸长率低于单一酯化变性淀粉基塑料，随着交联度增大，复合变性淀粉基塑料断裂伸长率高于单一酯化变性淀粉基塑料。综合考虑，沉降积为0.9mL的酯化交联复合变性淀粉制备得到的淀粉基塑料断裂强度和断裂伸长率均优于单一酯化变性淀粉基塑料，更适合用作后续研究。对沉降积为0.9mL的酯化交联复合变性淀粉基塑料进行研究，发现随着酯化交联复合变性淀粉含量的增大，塑料拉伸强度和断裂伸长率逐渐降低。酯化交联复合变性淀粉含量为35%时，塑料的强度为33.27MPa，大于酯化淀粉含量为30%时的强度32.71MPa，复合变性淀粉含量为35%时，塑料断裂伸长率为7.21%，远大于单一酯化变性淀粉含量为30%时塑料的断裂伸长率2.83%，可知酯化交联复合变性淀粉较单一酯化变性淀粉更有利于共混塑料中淀粉含量的增加。选用15%的取代度为0.095的酯化淀粉、15%的沉降积为0.9mL的交联淀粉与70%的聚丙烯制备得到酯化、交联共混淀粉基塑料，将30%的酯化交联复合变性淀粉（取代度为0.095，沉降积为0.9mL）与70%的聚丙烯共混制备得到淀粉基塑料，两者拉伸性能进行比较后发现，通过化学变性得到的酯化交联复合变性淀粉与聚丙烯共混后制得的淀粉基塑料的拉伸强度为41.26Mpa，稍大于酯化、交联共混变性淀粉与聚丙烯共混后制得的淀粉基塑料的拉伸强度40.15Mpa，断裂伸长率也比其高4.8%。

著录项

作者
蒋惠明;
展开▼
作者单位

东华大学;

展开▼
授予单位东华大学;
学科纺织工程
授予学位硕士
导师姓名张斌;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类原料与辅助物料;
关键词
淀粉基塑料; 木薯淀粉; 变性技术; 性能表征;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 木薯淀粉与木薯变性淀粉鱼糜加工性质的影响 [J] . 李丹辰 ,陈丽娇 ,梁鹏 . 中国粮油学报 . 2014,第008期
2. HS—4变性木薯淀粉应用于涤棉浆纱生产实践 [J] . 周建雄 . 怀化纺织科技 . 1990,第001期
3. 利用木薯淀粉特性，发展变性淀粉产业 [J] . 彭民伟 . 木薯精细化工 . 2000,第002期
4. 木薯淀粉基环保型木材胶粘剂的合成研究（Ⅱ）--基于淀粉水解液改性脲醛树脂的配方优化 [J] . 潘礼成 ,甘卫星 ,莫德旺 . 桂林理工大学学报 . 2014,第001期
5. 淀粉基可环境降解塑料研究Ⅰ--淀粉的物理改性和填充PE塑料的相态结构 [J] . 戴李宗 ,周善康 ,李万利 . 厦门大学学报（自然科学版） . 2000,第003期
6. 把握变性淀粉企业的特点推动变性淀粉行业健康发展——变性淀粉的综合介绍及企业建设和设计方案确立原则的探讨 [C] . 王东升 . 2008年中国淀粉糖(醇)发展战略研讨会 . 2008
7. 应用于淀粉基塑料的木薯淀粉交联变性研究 [A] . 韩琼洁 . 2015

应用于淀粉基塑料的木薯淀粉变性技术研究

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅