一种新型淀粉基塑料玩具的制备及特性研究

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可降解塑料-淀粉塑料的研究与应用

可降解塑料-淀粉塑料的研究与应用背景资料随着环境保护的呼声日益高涨以及塑料工业的不断发展，可降解塑料走进了人们的视线，并逐渐成为一类重要的高分子材料。

可降解塑料的意义所谓可降解塑料按其降解机理主要分为光降解塑料、生物降解塑料和光/生物双降解塑料。

而我们这里谈的淀粉塑料属于生物降解塑料。

即是指在自然环境下通过微生物的生命活动能很快降解的高分子材料。

淀粉塑料可以运用的可行性淀粉是刚性较强而又含有许多羟基基团的天然高分子，分子内又有许多羟基形成的氢键，它是由许多葡萄糖分子缩聚而成的高聚体，分子式为（C6H10O5）n，根据分子结构不同分为直链淀粉和支链淀粉两种。

直链淀粉可以溶解，聚合度约在100~6000之间，例如玉米淀粉的聚合度在200~1200之间，平均约800，而支链淀粉是不溶解的。

由于淀粉结构中含有大量羟基，因此，它的结晶度较大，一般玉米淀粉的结晶度可达39%，结晶度这样高的淀粉，其熔点不高，无法加工。

因此采用对淀粉进行接枝改性和引入各种增塑剂破坏淀粉的结晶度，使其具有可加工性。

淀粉塑料的研究当今世界对淀粉塑料的研究主要是对玉米-淀粉塑料的研究。

玉米淀粉是分布广泛、价格低廉的天然高分子化合物，是一种完全可生物降解的物质。

但淀粉单独制成的薄膜，质脆且遇水溶化，无实用价值，要制成有用的塑料制品，必须掺合其它物质。

经成型、加工满足需求的制品，生产的薄膜具有生物可降解性，用作农田覆盖而废弃后，即被土壤的微生物吞噬、分解、腐烂，在田地里自然损耗，不污染环境。

本研究使用的原料是玉米淀粉、乙烯一丙烯酸共聚物、氨水、尿素、水等。

其中玉米淀粉需用量占50%以上。

工艺路线为：1乙烯一丙烯酸共聚物的合成2配料3活性共混4螺旋式混料机混溶5挤压6吹塑。

淀粉塑料的应用，发展前景以及不足之处当前，世界上许多国家都在进行以“生物分解树脂”取代现有塑料包装的研究。

”玉米淀粉树脂”具有广阔的发展前景。

这种树脂是以玉米为原料，经过塑化而成。

淀粉基生物质材料的制备、特性及结构表征

淀粉基生物质材料的制备、特性及结构表征一、本文概述本文旨在深入探讨淀粉基生物质材料的制备过程、独特特性以及结构表征方法。

淀粉作为一种天然的可再生生物质资源，具有来源广泛、生物相容性好、环境友好等诸多优点，因此在材料科学领域具有广阔的应用前景。

本文将从淀粉基生物质材料的制备技术入手，详细阐述其合成原理与工艺流程，并在此基础上分析所得材料的物理和化学特性。

文章还将关注淀粉基生物质材料的结构表征方法，包括微观结构、分子链构象、结晶度等方面的研究，以期为相关领域的科研工作者和工程师提供有价值的参考信息。

通过对淀粉基生物质材料的深入研究，我们有望开发出更多性能优异、环境友好的新型生物质材料，为可持续发展做出积极贡献。

二、淀粉基生物质材料的制备方法淀粉基生物质材料的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法和生物法。

这些方法的选择主要取决于所需材料的性能、应用环境以及成本等因素。

物理法：物理法主要包括热处理、机械处理、微波处理等。

这些处理方法通常不需要添加化学试剂，因此对环境的污染较小。

例如，热处理可以通过改变淀粉的结晶结构和链间氢键来影响淀粉的性能。

机械处理如球磨可以破坏淀粉的颗粒结构，提高其在复合材料中的分散性。

化学法：化学法主要包括酯化、醚化、氧化、交联等。

通过化学处理，可以引入新的官能团，改变淀粉的溶解性、热稳定性等性能。

例如，淀粉的酯化反应可以引入疏水性基团，从而提高其在有机溶剂中的溶解性。

生物法：生物法主要利用酶或其他微生物对淀粉进行改性。

这种方法具有条件温和、环境友好等优点。

例如，利用淀粉酶可以水解淀粉分子，得到不同聚合度的淀粉水解产物。

在实际应用中，通常会根据具体需求选择合适的制备方法。

例如，对于需要高机械强度的材料，可能会选择交联法；对于需要高生物相容性的材料，可能会选择酶处理法。

随着科技的发展，新的制备方法如纳米技术、基因工程等也逐渐应用于淀粉基生物质材料的制备中，为淀粉基生物质材料的发展提供了更多的可能性。

淀粉基塑料四大类及其研究进展

淀粉基塑料四大类及其研究进展塑料制品正在被广泛应用于人们生产和生活的各个领域，塑料以其质轻、防水、耐腐蚀、强度大等优良的性能受到人们的青睐。

然而，大量废弃的塑料制品因为其不可降解性而带来了“白色污染”的困扰。

为此，从70年代以来，人们开始了对降解塑料的研究和开发。

淀粉作为一种天然高分子化合物，其来源广泛，品种繁多，成本低廉，且能在各种自然环境下完全降解，最终分解为CO2和H2O，不会对环境造成任何污染，因而淀粉基降解塑料成为国内外研究开发最多的一类生物降解塑料。

到目前为止，淀粉基降解塑料主要有填充型、光／生物双降解型、共混型和全淀粉塑料四大类。

淀粉的结构和性能天然淀粉是以内部有结晶结构的小颗粒状态存在的，其分子结构有直链和支链两种。

对于不同的植物品种，其淀粉颗粒的形态，大小H以及直链淀粉和支链淀粉含量的比例都各不相同。

淀粉颗粒的粒径大都在15～100μm。

直链淀粉的葡萄糖以α－D－1.4－糖苷键结合的链状化合物，相对分子质量为(20～200)×104。

支链淀粉中各葡萄糖单元的连接方式除α－D－1，4－糖苷键外，还存在α－D－1，6－糖苷键，相对分子质量为(100～400)×106。

淀粉的性质与淀粉的相对分子质量、支链长度以及直链淀粉和支链淀粉的比例有关。

实验证明高直链含量的淀粉更适合于制备塑料，所得制品具有较好的机械性能。

天然淀粉分子间存在氢链，溶解性很差，亲水但并不易溶于水。

加热时没有熔融过程，300℃以上分解。

然而淀粉可以在一定条件下通过物理过程破坏氢键变成凝胶化淀粉(gelatinizedstarch)或叫解体淀粉(destructurized starch)。

这种状态的淀粉结晶结构被破坏，分子变得无序化。

有两种途径可以使淀粉失去结晶性：一是使淀粉在含水大于90％的条件下加热，至60℃～70℃时淀粉颗粒首先溶胀，而后达到90℃以上时淀粉颗粒消失而凝胶化。

二是在水含量小于28％的条件下将淀粉在密封状态下加热，塑炼挤出，这时淀粉经受了真正的熔融。

一种新型淀粉基塑料玩具的制备及特性研究

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全球首例“淀粉塑料”研制成功

“稀土电池项目的落户，有助于完善桂林新能源汽车产业链。

”戴业平介绍，近三个月内将建成一条生产线，未来再进一步开发大容量电池等新产品，将极大地促进荔浦县新能源产业健康快速发展。

未来我们还将加大与发达地区的对接力度，主动到发达地区承接产业转移，大力引进一批战略性新兴产业投资项目，打造区域产业链完整的高新技术产业示范基地，力争创建自治区级高新技术产业园。

全球首例“淀粉塑料”研制成功糖果“塑料盒”可以降解，五彩缤纷的快递“泡沫塑料”可以吃进口中，药物胶囊有了成本低且安全无害的替代品……专注于天然高分子材料研究的余龙教授，在世界上首次成功研制并产业化了全淀粉可生物降解材料，在业界获得“starchman”(淀粉人)的美誉。

37年前，他本科毕业于华南理工大学。

3年前，他从澳大利亚以广东省创新团队带头人回到母校，继续拓展生物可降解材料的应用，并担任“中新国际联合研究院”院长，在华南理工大学的大力支持下，不断夯实研发平台，积极拓展国际合作的新空间。

触类旁通：首次成功研制出“淀粉塑料”余龙1977年就读于华南理工大学高分子化工专业。

毕业工作几年后赴澳大利亚留学，成为当地第一批获得该国国家奖学金的海外留学生。

不到3年时间，他便获得了莫纳什大学的博士学位，博士毕业后，他将研究方向定位在天然高分子改性加工领域，在用淀粉替代塑料方面取得重要突破，被业界誉为“淀粉人”。

“搞科学思路一定要广，要善于引而申之，触类旁通”等理念，一直贯穿了余龙的职业生涯。

在澳大利亚科学院工作期间，他主攻生物降解包装材料的研制。

初期，余龙对淀粉的结构、流变性能、热性能做了大量研究，但一直未找到对淀粉分子进行改性以防止变脆的有效方法。

而与其合作的一位研究员无意中提供了一条有益线索。

原来，番茄酱在制作过程中同样遇到类似问题：如果番茄酱黏稠度不够，就会与水分离，番茄酱会沉淀在调味瓶底部;假如番茄酱里的淀粉太黏稠就会结晶变成胶体，这样番茄酱又难从瓶子中倒出。

淀粉基塑料的制备方法与技术进展

淀粉基塑料的制备方法与技术进展近年来，随着对可持续发展和环境保护意识的增强，替代传统塑料材料的研究和开发成为了热点领域。

淀粉基塑料作为一种可降解的生物塑料，在可塑性、力学性能等方面具备了很大的潜力。

本文将介绍淀粉基塑料的制备方法与技术进展。

淀粉基塑料是以淀粉为主要原料，通过添加改性剂、增塑剂等，在一定的条件下加工制备而成的塑料材料。

传统的淀粉基塑料通常存在可塑性差、力学性能差和湿热稳定性差等问题，因此需要通过改进制备方法和引入新技术来提高其综合性能。

一种常见的淀粉基塑料制备方法是热熔挤出法。

该方法基于挤出机原理，将经过预处理的淀粉与改性剂、增塑剂等添加剂混合均匀后，在一定的温度和压力下进行挤出成型。

这种方法具有工艺简单、生产效率高的优点，可以用于生产薄膜、薄板、管材等产品。

另一种常用的淀粉基塑料制备方法是糖基化法。

该方法首先将淀粉水解成糖，然后通过一系列的反应和加工步骤，将糖基化合物与增塑剂等混合，最终形成塑料材料。

这种方法可以得到具有较好可塑性和机械性能的淀粉基塑料，但其工艺复杂、生产周期长，限制了其产业化应用。

随着技术的不断发展，一些新型的淀粉基塑料制备技术也逐渐出现。

例如，利用生物类似物与淀粉分子之间的相互作用，构建淀粉-蛋白质复合材料。

这种方法通过调控蛋白质或多肽与淀粉的相互作用，实现淀粉的增韧和增强效果，提高塑料的机械性能和热稳定性。

另一种新型的淀粉基塑料制备技术是利用微生物发酵产生的聚羟基脂质（PHA）。

PHA是一类具有良好生物降解性能的生物塑料，其特点是具有较高的强度和热稳定性。

通过将淀粉与PHAs的合成菌株共同进行发酵，在一定的培养条件下，可以得到淀粉基塑料与PHAs相结合的复合材料。

这种方法不仅可以充分利用淀粉资源，还可以具备较好的塑料性能。

除了上述的制备方法外，还有一些技术可以用于改进淀粉基塑料的性能。

例如，利用纳米填料改性技术，将纳米颗粒添加到淀粉基塑料中，可以提高其屏障性能、力学性能和热稳定性。

淀粉基塑料的机械性能与制成品质量研究

淀粉基塑料的机械性能与制成品质量研究引言：随着全球对可持续发展的要求日益增加，替代传统石油基塑料的可再生材料越来越受到关注。

淀粉基塑料作为一种具有良好生物可降解性和再生性的材料，在塑料行业中备受瞩目。

然而，淀粉基塑料在机械性能和制成品质量方面仍然存在一些挑战。

本文将就淀粉基塑料的机械性能和制成品质量进行研究，探讨其优化方法和应用前景。

一、淀粉基塑料的机械性能研究1. 引入增强剂：淀粉基塑料的机械性能主要取决于淀粉基质的强度和稳定性。

为了改善其机械性能，我们可以通过添加一些增强剂来增加其强度和稳定性。

例如，纤维素纤维增强剂能够提高淀粉基塑料的拉伸强度和抗冲击性能。

石墨烯和碳纳米管等纳米材料也可以被用作增强剂，提高淀粉基塑料的机械性能。

2. 调整淀粉含量：淀粉基塑料的机械性能与淀粉含量密切相关。

适当调整淀粉含量可以改善其机械性能。

研究表明，随着淀粉含量的增加，淀粉基塑料的拉伸强度和模量会降低，但延伸率和冲击强度会增加。

因此，在实际应用中，我们需要根据不同的需求，调整淀粉含量以实现最佳的机械性能。

二、淀粉基塑料制成品质量研究1. 制造工艺优化：淀粉基塑料的制造工艺对制成品的质量具有重要影响。

在挤出成型和注塑成型等制造工艺中，我们需要考虑塑料熔融温度、挤出速度、模具温度等因素，并进行合理调整，以获得高质量的淀粉基塑料制成品。

同时，优化后的制造工艺还能减少制成品的缺陷，提高其物理性能和外观质量。

2. 添加改性剂：为了提高淀粉基塑料制成品的质量，我们可以考虑添加一些改性剂。

例如，添加增韧剂能够提高制成品的抗冲击性能，添加阻燃剂能够提高制成品的耐火性能，添加防腐剂能够延长制成品的使用寿命。

通过合理选择和使用改性剂，可以显著提升淀粉基塑料制成品的质量。

三、淀粉基塑料的应用前景淀粉基塑料作为可持续发展的替代塑料材料具有广阔的应用前景。

随着环保意识的提高和法规的出台，淀粉基塑料在包装材料、农膜、食品包装等领域的使用逐渐增多。

一种淀粉基生物可降解塑料及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种淀粉基生物可降解塑料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：胡超权,杨伟胜,马猛,李杨杨,许雪冰,李琳
申请号：CN202210280282.X
申请日：20220322
公开号：CN114381043B
公开日：
20220628
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种淀粉基生物可降解塑料及其制备方法，所述淀粉基生物可降解塑料包括淀粉、甘油、聚乳酸和木质素改性纳米云母的组合；利用纳米云母具有纳米尺寸效应的特点，且限定其为木质素改性纳米云母，提升了所述纳米云母与其他组分之间的相容性的同时还利用其将他组分进行了桥联，构建了“砖‑泥”结构，进而显著提升了最终得到的淀粉基生物可降解塑料的机械性能、耐水性和耐热性；同时，所述淀粉基生物可降解塑料还具有低成本、高效、过程绿色和环境友好等优势，具有重要研究意义。

申请人：中科南京绿色制造产业创新研究院,南京中科格特康科技有限公司,中国科学院过程工程研究所
地址：211135 江苏省南京市麒麟科创园创研路266号人工智能产业园5号楼1-2层
国籍：CN
代理机构：北京品源专利代理有限公司
代理人：刘二艳
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农产品加工・学刊２００７年第７期收稿日期：２００７－０２－１２作者简介：周睿（１９８０－），男，湖北人，硕士，研究方向：淀粉材料改性。

第７期（总第１０６期）农产品加工・学刊Ｎｏ．７２００７年７月ＡｃａｄｅｍｉｃＰｅｒｉｏｄｉｃａｌｏｆＦａｒｍＰｒｏｄｕｃｔｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＪｕｌ．文章编号：１６７１－９６４６（２００７）０７－００３０－０４玩具业是世界性的大行业。

全球约７０％的玩具在中国境内制造，其中以塑胶制品居多。

然而塑料玩具业的发展将面临两个主要难题：一是原料来源，二是“白色污染”。

随着全球石油总量的不断减少，以石油为原料的塑料树脂价格一直居高不下，并面临着枯竭的危险。

由ＡＢＳ，ＰＰ，ＰＥ，ＰＶＣ（聚氯乙烯），ＰＯＭ（聚甲醛），ＥＶＡ树脂（乙烯－醋酸乙烯共聚物），尼龙，不饱和聚酯，以及热塑性弹性体等塑料制备的玩具，其废弃物在环境中难以降解，处理比较困难，填埋、焚烧都不理想，“白色污染”已经成为全球问题［１］。

为此，日本、澳大利亚、美国、英国以及欧盟各成员国近几年相继出台新的政策法规，除了测试“重金属”的含量以外，还要重点检测玩具的有机化学成分。

而我国出口欧盟的玩具大部分采用ＰＶＣ（聚氯乙烯）原料，其中供３岁以下儿童使用的玩具占到５０％，所用的增塑剂邻苯二甲酸盐含量也没有明确规定。

尽管我国于２００４年１０月１日起实施了《国家玩具技术安全规范》，但新标准中着重强调的是玩具的安全标准，对玩具用料的环保性却没做任何说明，这对我国玩具的出口创汇造成了很大障碍［２，３］。

目前，国内外对以淀粉为主的生物降解材料研究较多［４￣６］，但还未见淀粉基环保型塑料玩具制备及质构特性的研究报道。

本研究以玉米淀粉为主要原料，辅以增塑、交联和增强反应，采用模压法制备新型绿色环保淀粉玩具。

利用物性测试仪，研究了淀粉玩具的质构特性，并探讨了淀粉玩具的环境适应性能以及生物降解性能，为其工业化生产提供了理论依据和实际参考。

１材料与方法１．１材料与仪器一种新型淀粉基塑料玩具的制备及特性研究周睿１，曹龙奎１，熊汉国２（１．黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆１６３３１９；２．华中农业大学食品科技学院，湖北武汉４３００７０）摘要：以玉米淀粉为主要原料，辅以增塑、交联和增强反应，采用模压成型工艺，制备新型绿色环保淀粉玩具。

采用物性测试仪，分析研究了制品的质构特性，并探讨了淀粉玩具的环境适应性能以及生物降解性能。

结果表明，当淀粉∶ＰＶＡ∶增塑剂∶交联剂∶辅强剂的质量比为１００∶４０∶６０∶４∶２６时，制备的淀粉玩具的最佳性能为：硬度１４１１３．４３ｇ，内聚性０．９７２，弹性０．９３１，回复性０．６８２。

将淀粉基塑料玩具在室温空气中放置１０ｄ后，其最大失水率为１６．０８％，弹性下降了９．１％；封装前最佳老化时间为２４ｈ；最适相对湿度为７３．６％；土埋８０ｄ后，失质量率达到６２．１％。

关键词：玉米淀粉；玩具；模压；生物降解中图分类号：ＴＳ９５８文献标志码：ＡＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮｅｗＳｔｙｌｅＳｔａｒｃｈＰｌａｓｔｉｃｓ－ｔｏｙＺｈｏｕＲｕｉ１，ＣａｏＬｏｎｇｋｕｉ１，ＸｉｏｎｇＨａｎｇｕｏ２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＨＬＪＡｕｇｕｓｔＦｉｒｓｔＬａｎｄＲｅｃｌａｍａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ１６３３１９，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕａｚｈｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｎｅｗｓｔｙｌｅｇｒｅｅｎｓｔａｒｃｈ－ｔｏｙｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｐｌａｓｔｉｃｉｚｉｎｇ，ｒｅｃｉｎｆｏｃｅｉｎｇａｎｄｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｍｏｌｄｅｄｂｙｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇａｎｄｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｃｏｒｎｓｔａｒｃｈ．Ｔｈｅｔｅｘｔｕｒｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｈａｒｄｎｅｓｓｉｓ１４１１３．４３ｇ，ｃｏｈｅｓｉｖｅｎｅｓｓｉｓ０．９７２，ｓｐｒｉｎｇｎｅｓｓｉｓ０．９３１ａｎｄｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅｉｓ０．６８２ｗｈｉｌｅｋｅｅｐｉｎｇｃｏｒｎｓｔａｒｃｈ：ＰＶＡ∶ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ∶Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇａｇｅｎｔ∶ｒｅｉｎｆｏｃｉｎｇａｇｅｎｔ＝１００∶４０∶６０∶４∶２６．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌａｇｉｎｇｔｉｍｅｉｓ２４ｈｂｅｆｏｒｅｐａｃｋａｇｉｎｇｕｎｄｅｒｉｎｄｏｏｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｅａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙｉｓ７３．６％．Ｔｈｅｍａｘｉｍａｌｒａｔｉｏｏｆｌｏｓｅｄｗａｔｅｒｉｓ１６．０８％ｕｎｄｅｒｉｎｄｏｏｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｆｏｒ１０ｄａｎｄｓｐｒｉｎｇｎｅｓｓｏｎｌｙｄｅｃｒｅａｓｅ９．１％．Ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｌｏｓｅｄｗｅｉｇｈｔｏｆｓｔａｒｃｈ－ｔｏｙｉｓ６２．１％ａｆｔｅｒ８０ｄａｙｓｕｎｄｅｒｔｈｅｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｒｎｓｔａｒｃｈ；ｔｏｙ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｍｏｕｌｄｉｎｇ；ｔｅｘｔｕｒｅｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ２００７年第７期１．１．１主要材料玉米淀粉（ＳＴ），武汉市淀粉厂产品；聚乙烯醇（ＰＶＡ－２０９９），江西维尼伦厂产品；滑石粉（８００目），海城市英落高档石粉厂产品；轻质碳酸钙，天津乐泰化工有限公司提供；油菜秆粉（８０目），华中农业大学油菜基地提供；丙三醇，上海化学试剂采购供应站提供；聚乙二醇（ＰＥＧ－４００），湖北大学化工厂产品；六次甲基四胺，上海化学试剂采购供应站提供。

１．１．２主要仪器ＪＪ—１型精密增力电动搅拌器，常州国华电器有限公司提供；ＮＨ—２Ｄ型捏合机，如皋市通达机械有限公司提供；ＳＪ—３０／２５型单螺杆挤出机，南京杰恩特机电有限公司提供；模压成型机，实验室自制；ＴＡ．ＸＴ．ＰＬＵＳ型质构仪，英国ＳＭＳ公司产品。

１．２实验方法１．２．１工艺流程ＰＶＡ＋水增强剂↓淀粉＋增塑剂＋交联剂→高速搅拌→低速搅拌→单螺杆挤出造粒→模压成型→冷却→封装→产品。

１．２．２操作要点按比例将ＰＶＡ加入水中，浸泡２４ｈ后混入淀粉、复合增塑剂（水、甘油、聚乙二醇的质量比为４∶５∶１）、交联剂和增强剂，再将粉料移入捏合机预混搅拌，然后在小型单螺杆挤出机上造粒，得到初步塑化的胚料，最后将胚料置入模具内模压成型（模压温度１２０℃，压力３５ＭＰａ，时间５ｍｉｎ），最终得到高１２ｍｍ，直径３６ｍｍ的圆柱体制品。

将成型后的制品在室内大气环境中放置２４ｈ后封装保存，以备性能测试。

１．２．３质构测定测定模式为ＴＰＡ３２；测定参数为：测前速２．０ｍｍ／ｓ，测中速１ｍｍ／ｓ，测后速１．０ｍｍ／ｓ，下压百分比为５０％；两次下压间隔时间为５．０ｓ；负载为Ａｕ－ｔｏ－１０ｇ；探头为Ｐ／３６Ｒ；数据获取率为２００ＰＰＳ，平行测定３次，取平均值。

１．２．４淀粉玩具环境适应性的测定称取一定质量的样品（Ｗ０），在不同环境条件下放置，定期取出称质量（Ｗ１），计算质量变化率（在装有干燥硅胶，ＣＨ３ＣＯＯＫ，ＮａＢｒ・２Ｈ２Ｏ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ标准饱和盐溶液的密闭容器中，相对湿度ＲＨ分别为０％，２３％，５８％，７５％，８４％）。

平行测定３次，取平均值。

失水率（％）＝［（Ｗ０－Ｗ１）／Ｗ０］×１００。

式中：Ｗ０———样品质量；Ｗ１———不同环境放置后的样品质量。

１．２．５生物降解性的测定采用土埋生物降解实验：称取烘干至恒质量的样品，充分干燥至恒质量（Ｗ０），作上标记埋于地表之下约１０ｃｍ处，定期取出，用水与乙醇洗净，干燥后称质量（Ｗ１），计算失质量率。

失质量率（％）＝〔（Ｗ０－Ｗ１）／Ｗ０〕×１００。

式中：Ｗ０———烘干样品的恒质量；Ｗ１———生物降解试验后的样品质量。

２结果与分析２．１ＰＶＡ用量对淀粉玩具质构特性的影响加入一定量ＰＶＡ的目的，主要是为了弥补淀粉在强度和可塑度方面的缺陷，提高无序化后淀粉的热塑加工性。

固定增塑剂的用量为淀粉总量的６０％，考察ＰＶＡ的用量对淀粉玩具质构特性的影响。

ＰＶＡ用量对淀粉玩具质构特性的影响见表１。

由表１可见，随着ＰＶＡ用量的增加，淀粉玩具的硬度下降，而内聚性、弹性和回复性得到提高。

当ＰＶＡ的用量大于４０％时，各项性能改善不显著。

这是由于ＰＶＡ与淀粉分子的羟基形成氢键，破坏了淀粉分子间的氢键结合，改善了材料的柔性。

同时ＰＶＡ与淀粉在分子内及分子间的氢键结合形成了物理交联互穿网络结构，改善了材料的韧性和弹性；ＰＶＡ的用量继续增加，则淀粉分子链段容易缠结在一起，形成团状结构［１０］，空间上远离ＰＶＡ大分子链，产生分层现象，从而使淀粉玩具综合性能的改善不明显。

因此综合考虑制品的降解特性及原料成本，确定最佳ＰＶＡ用量为淀粉总量的４０％。

２．２增塑剂用量对淀粉玩具质构特性的影响实验中选用了水、甘油、聚乙二醇作为复合增塑剂，固定ＰＶＡ用量为淀粉总量的４０％，考察复合增塑剂的用量对淀粉玩具质构特性的影响。

复合增塑剂用量对淀粉玩具质构特性的影响见表２。

由表２可见，随着增塑剂用量的增加，淀粉玩具的硬度降低，内聚性、弹性和回复性呈现先升高后下降的趋势。

这是由于适量的增塑剂，在物料体系混合过程中能充分渗透到淀粉颗粒之间，削弱分子间作用力，破坏结晶结构，使之成为无规线团状，与ＰＶＡ表１ＰＶＡ用量对淀粉玩具质构特性的影响ＰＶＡ用量＊％硬度ｇ内聚性弹性回复性０１０２０４０６０８０７６８５．４００６９２１．３０９６１８６．５４８５７２４．２４４４５５０．００２３２１５．０４４０．５５４２０．６０５４０．７０６００．８３３１０．８５５６０．８５８１０．６６０５０．７２６２０．８３９１０．９１１９０．９１８９０．９２０４０．１８６９０．２３０６０．２６０６０．３７２００．３８５１０．４００１注：＊表示占淀粉质量的百分比，下同。

浸泡２４ｈ周睿，等：一种新型淀粉基塑料玩具的制备及特性研究・３１・农产品加工・学刊２００７年第７期表２复合增塑剂用量对淀粉玩具质构特性的影响增塑剂用量＊％硬度ｇ内聚性弹性回复性４０５０６０７０８０１００４７．０４０６９１２．１６８５７２４．２４４３０８３．４１１２１１４．５５９０．７０６７０．７９６７０．８３３１０．８２７６０．７５２４０．８９１４０．９００２０．９１１９０．９０６００．８２５００．２８３９０．３５０３０．３７２００．３３３００．２１６５分子空间无规缠绕的概率增加；增塑剂用量不足，导致制品内聚性差、弹性不足、易开裂变形；用量过多则模压时溢料严重，脱膜困难，成型差，有气泡，制品硬度不高，回复性较差，从而严重影响了制品的实用性能。