cczzy淀粉基泡沫塑料的研究 (1)

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课程论文

成绩题目：淀粉基泡沫塑料的研究所属系化工与制药工程系

专业化学工程与工艺

学号 06110435

姓名陈征远

任课教师王艳

起讫日期 2013.5-2013.6

地点东南大学成贤学院

搜索引擎1：中国知网

搜索词1：生物降解材料

检索结果：

淀粉基泡沫塑料的研究

王会才2004

摘要：淀粉基泡沫塑料是一种重要的生物降解材料。本文对淀粉进行了增塑、增韧、增强改性，并研究了淀粉的挤出发泡行为。本论文在淀粉塑化性能研究的基础上，采用部分凝胶化淀粉与纤维混合后，加入其余淀粉，由高速混合器混合分散纤维的方法，制备了分散效果较好的纤维增强淀粉体系，讨论了纤维含量对体系拉伸性能的影响；通过选用适当的增塑剂、适当牌号的PV A和合适的增塑工艺，实现了淀粉／PV A共混体系的热塑性加工，讨论了增塑剂、PV A、水分和己内酰胺等对淀粉／PV A体系的物理机械性能、热性能和生物降解性能的影响。在基础材料研究基础上，采用柠檬酸／碳酸钠、OBSH和AC发泡剂对淀粉、纤维增强淀粉和淀粉／PV A共混体系进行了挤出发泡研究，并就体系的发泡倍率和泡孔结构进行了研究。更多还原

讨。

关键词：淀粉；纤维；聚乙烯醇(PVA)；增强；共混；生物降解；发泡剂；挤出发泡；发泡倍率；搜索词2：天然生物质材料

检索结果：

淀粉基生物质材料的制备、特性及结构表征

熊汉国2008

随着石油短缺带来的能源危机和废弃塑料引起的“白色污染”日趋严重,对天然生物质材料的研究愈来愈引起各国政府和科学家们的重视与关注。淀粉这类来源广泛的天然高分子多糖,则是生物质材料较理想的选择之一。然而由于淀粉自身的多羟基结构和结晶规整排列,以及由此带来的许多特性,限制了直接将淀粉用于加工或代替塑料薄膜和其它用途的制品,特别是农用地膜,难度更大。为此,本文以淀粉为原料,选用不同的增强剂制备全生物降解包装膜、农用地膜和宠物玩具。根据加工材料的需要,选择不同粒度大小的淀粉,并对其进行特殊的物理和化学修饰,使淀粉分子链形态适应其加工性能。主要研究结果如下:1.纳米二氧化硅改性淀粉基生物降解包装膜的机理通过IR、XPS、XRD及DSC分析技术对纳米二氧化硅改性淀粉基生物降解包装膜的微观结构、原子组成变化、聚集态行为及热特性进行表征和分析,探讨了纳米二氧化硅改性淀粉基生物降解包装膜的机理:纳米二氧化硅不仅同ST和PVA分子间形成氢键,同时还通过化学键作用形成新的C-O-Si键,从而使纳米二氧化硅与ST-PVA分子间形成致密的网络结构,进一步揭示了纳米二氧化硅提高ST-PVA膜性能的本质原因。

【关键词】生物质材料；淀粉；纳米二氧化硅；生物降解；微细化；包装膜；地膜；宠物玩具；搜索引擎2：万方数据库

搜索词1：可降解泡沫塑料

检索结果：

淀粉基可降解泡沫塑料的发泡成型研究进展

刘军军何春霞2008

摘要：阐述了传统难降解泡沫塑料的危害及开发淀粉基可降解泡沫塑料对环境保护的意义.综述了国内外淀粉基可降解泡沫塑料的成型研究进展,主要包括淀粉的挤出发泡、超临界流体挤出发泡、烘培发泡、模压发泡等.并对淀粉基可降解泡沫塑料的研究趋势进行了展望.

【关键词】：淀粉泡沫塑料发泡成型

搜索词2：淀粉用于泡沫塑料制品

检索结果：

淀粉在泡沫塑料制品中的应用

刘峰于九皋2001

摘要：本文在查阅近期大量文献的基础上,对淀粉用于泡沫塑料制品的研究现状进行了综述.泡沫塑料以优异的性能被广泛应用,但其带来的污染问题也颇令人担忧.淀粉产量丰富,价格低廉,具有天然的生物降解性.它可以通过填充至普通泡沫体系中,也可以通过反应参与泡沫基体的合成及以自身为主体进行发泡成为泡沫制品.淀粉的引入不仅使制品获得环境协调性,降低成本,一些新的性能亦会随之显露.

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【关键词】：淀粉泡沫塑料生物降解环境

搜索引擎3：重庆维普

搜索词1：淀粉基塑料

检索结果：

可完全生物降解淀粉基塑料的性能分析

李庆新付秀娟刘煦晴黄进2003

摘要：研究了聚乙烯醇、塑化剂等主要原料及无机填料CaCO3的含量对降解材料性能的影响。结果表明：随着聚乙烯醇、塑化剂含量增加，材料的机械性能有较大提高，尤其是断裂伸长率变化显著；加入碳酸钙可以提高制品的刚度、尺寸稳定性等，但强度、断裂伸长率有所下降。

【关键词】：聚乙烯醇塑化剂生物降解

搜索词2：木薯淀粉材料

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生物降解性木薯淀粉基材料

吴同刚2008

摘要：近几年，随着“白色污染”的日趋严重，给生态环境造成严重污染，生物降解塑料技术是最为倡导的方式，但生物降解存在的主要问题一是制造成本高，二是制造工艺复杂以及淀粉的改性存在污水排放等问题；三是降解制品在塑料中填加光敏剂和淀粉，采用光和生物双重降解方法，但在技术上还未解决淀粉填加量超过60％这一难题，因此，在很大程度上制约降解制品的推广应用。

【关键词】：生物降解性淀粉基生物降解塑料材料木薯白色污染生态环境制造成本

1 引言

1.1淀粉基塑料

淀粉基降解塑料（starched degradable plastic）是指，以淀粉和通用塑料树脂为主要原料，通过成型加工而成的制品，这些制品在细菌、霉菌（真菌）和藻类等自然界微生物的作用下，化学结构发生明显变化，引起某些性能损失的一类塑料。

1.2淀粉基塑结构

淀粉分子式为(C6H10O5)n，结构式:

图1.1

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，其淀粉颗粒的形状，大小以及直链淀粉和支链淀粉含量的比例都各不同。淀粉颗粒的粒径大都在15~ 100μm。直链淀粉是由α-1，4葡萄糖苷键连接的线性葡聚糖聚合物，相对分子质量为(20～200)×104 ，而支链淀粉是由α-1，4 和α-1，6 糖苷键连接的具有分支结构的葡聚糖聚合物，相对分子质量为(100～400)×106。

天然淀粉分子间存在氢键，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或解体淀粉。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＞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＜28%的条件下将淀粉在密封状态下加热，塑炼挤出。这种淀粉和天然淀粉颗粒不同，加热可塑，称为热塑性淀粉，这种淀粉可制备淀粉塑料，同时实验研究表明，直链淀粉更适合制备塑料制品，且机械性能优良

2 淀粉基塑料种类

2.1 填充型淀粉基塑料

填充型淀粉塑料又称生物破坏性塑料，其制造工艺是在通用塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂，然后加工成型，此类产品淀粉含量都不是很高，淀粉含量不超过30%，这是因为淀粉和塑料树脂的极性相差较大,相互黏结性差，增加淀粉含量会造成拉伸强度和断裂伸长率的下降，为了增加淀粉含量一般对淀粉表面进行疏水改性或者加入界面增溶剂。哈尔滨工业大学的陈建华[1]等以聚乙烯蜡为增溶剂在单螺杆挤出机上实现了低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及线性低密度聚乙烯(LLDPE)对淀粉的增溶共混过程,制备出具有良好实用性能的塑料地膜。同时结果表明，聚乙烯蜡的加入可明显提高塑料膜的力学性能和生物降解性能。

2.2 光-生物双降解淀粉塑料

光/生物降解塑料由淀粉、光敏剂、合成树脂及少量助剂制成，其中光敏剂主要是过渡金属的有机化合物或盐。其降解机理是淀粉被生物降解，使可降解塑料原料高聚物母体变疏松，增大比表面积。同时，日光、热、氧等引发光敏剂，导致高聚物断链，分子量下降。兰州交通大学的刘再满[2]等研究了光敏剂对淀粉含量为35%的淀粉/ 聚乙烯薄膜光降解性能的影响，实验结果表明，硬脂酸铁和硬脂酸铈的光敏化作用相近且均优于二乙基二硫代氨基甲酸铁，而当光敏剂质量分数为0.2%～0.3%时制得的光/ 生物降解薄膜光降解性能较好；夏国宏等[3]通过对7 种型号的光/ 生物降解薄膜的研究后认为其具有较高的实用价值，可以代替普通农膜，消除由普通农膜带来的“白色污染”。

2.3 共混型淀粉塑料

淀粉共混塑料是淀粉与合成树脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料, 主要成分为淀粉( 30 %- 60 %) , 少量的PE 的合成树脂, 乙烯/ 丙烯酸( EAA) 共聚物, 乙烯/ 乙烯醇( EVOH) 共聚物, 聚乙烯醇( PVA) , 纤维素, 木质素等, 其特点是淀粉含量高，部分产品可完全降解。

该类材料的研究工作有3方面：改性淀粉，聚合物改性，加入相容剂等。

由于分子间存在氢键，天然淀粉亲水性强，直接加热时没有熔融过程，高温易炭化。这些性质严重影响了共混物性能。对淀粉进行改性技术处理，改善其和聚合物的相容性；提高淀粉基薄膜的力学强度，是一个重要的研究内容。目前，对于淀粉改性主要是酯化、羧化、醚化等。如酯化淀粉，甲基化淀粉，醛化淀粉，羧化淀粉，氧化淀粉甲酰化淀粉等。

在反应惰性的聚乙烯分子中引入活性较强的基团以增加它与淀粉之间的相容性。戴李宗[4]对此进行了研究，结果表明，在120 ℃的加工条件下，当有DCP（过氧化二异丙苯）存在下，顺丁烯二酸酐分子中的双键可以与聚乙烯分子链反应生成含有酸酐基团的化合物，产生了多组分聚合物的共混效果，使材料的拉伸强度和断裂伸张率增加。

淀粉、或无机填料与聚合物之间分子结构不同，二者难于形成均匀体系，一般需用“相容剂”。