交联羧甲基玉米淀粉／PVA复合膜制备工艺的研究

以玉米淀粉为原料,采用先醚化后交联改性工艺合成了交联羧甲基玉米淀粉(CCMS).通过改性淀粉与聚乙烯醇(PVA)溶液共混反应,并辅以增塑剂、增强荆、交联剂及疏水化改性剂等加工助荆制备了性能优异的CCMS/PvA复合膜.研究了复合膜制备过程中的影响因素及其对薄膜耐水性能、透光性能和力学性能的影响.结果表明,当交联羧甲基玉米淀粉与PVA的质量比为7:3,甘油用量为10%(质量分数),复合交联剂用量3.3%(质量分数),疏水化改性荆聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PPE)用量为1.5%(质量分数),溶液pH为10,反应温度88℃,反应时间35min时,淀粉膜的拉伸强度为40.5MPa,断裂伸长率为311%,透光率为82%,吸水率最小为3.6%(质量分数).     

热塑性淀粉材料的制备及其性能

分别以水和丙三醇作为淀粉的增塑剂，研究了它们对淀粉热塑性加工工艺参数的影响，比较了所得材料的力学性能，表征了材料加工前后的聚集结构，并给出了一个淀粉在加工过程中受热、剪切及增塑剂作用的模型。     

增塑剂对聚乳酸/热塑淀粉复合膜性能的影响

目的改善聚乳酸(PLA)/热塑淀粉(TPS)共混复合膜的使用性能。方法探究乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)和环氧大豆油(ESO)2类增塑剂对复合膜力学性能、透湿性、透光性、微观结构及热力学性能的影响。结果增塑剂的添加可显著改变复合膜力学性能,当ATBC添加量(质量分数)从10%升至20%时,复合膜断裂伸长率增加38倍,而抗拉强度仅为前者的36%。单一ATBC或ESO的添加对复合膜透湿性及透光性影响基本一致,且优于复合增塑剂效果。增塑剂对复合膜体系能够起到一定增容效果,但会造成热分解起始温度下降。对于单一增塑剂,ATBC的增塑效果更为优良;ATBC和ESO复合增塑剂虽具有一定协同作用,但由于二者相容性较差,在总添加量相同的情况下,其对复合膜的增塑作用相较于单一ATBC未展现出明显优势。结论 ATBC添加量为20%的复合膜拥有最佳综合性能。     

天然淀粉的热塑性加工及其力学性能

介绍了一种制备热塑性淀粉材料的加工方法，考察了两种不同增塑剂对淀粉加工工艺参数的影响，比较了所得材料的力学性能。     

聚乙烯和纳米蒙脱土与淀粉共混改性研究进展

综述了近年来纳米蒙脱土和聚乙烯与淀粉共混改性制备可降解复合材料的方法和加工工艺。此外,还综述了淀粉的表面改性和相容剂加入、纳米蒙脱土的剥离和在基体树脂中的分散对共混复合材料的力学性能、热性能、耐水性能及材料的微观结构的影响。     

基于挤出工艺的生物质纤维物料加工流变性能

目的采用Discovery HR系列旋转流变仪测定废纸纤维与淀粉混合物料体系的流变性能,研究不同配方废纸纤维与淀粉之间的混合均匀性,探讨淀粉种类、淀粉含量和增塑剂配比等对物料体系加工性能的影响。方法通过三因素三水平正交实验方法制备生物质纤维物料,选择合适的测试参数,以复数黏度-频率曲线和黏度-剪切速率曲线为参考,探讨其加工流变性能。结果在温度为85℃的恒温水浴锅中水浴加热15 min时,废纸纤维和淀粉之间均匀分散,不同淀粉种类、不同淀粉含量和不同增塑剂配比的物料体系均呈剪切变稀特性。影响物料黏度的因素顺序为淀粉含量淀粉种类增塑剂配比,主要表现为玉米淀粉物料黏度低于马铃薯淀粉物料黏度,且随着淀粉含量的增加,物料黏度增加。结论生物质纤维物料的加工流变性能受到淀粉种类、淀粉含量和增塑剂配比的影响。     

改性聚乙烯醇热塑加工性能的研究

采用自制小型柱塞式挤出装置研究了6种PVA改性体系的热塑加工性能。采用平板硫化机压膜,观察了不同体系的成膜性能。结果表明,改性剂在不同程度上改善了PVA的热塑加工性能;通过热压成型可以将改性PVA制成透明性很好的薄膜;小型柱塞式挤出装置可以有效地判断PVA改性体系的热塑加工性能。     

三羟甲基氨基甲烷改性聚乙烯醇的制备与性能EI北大核心CSCD

利用聚乙烯醇(PVA)羟基的反应活性,与丁二酸酐反应对PVA羟基部分羧酸化,然后与三羟甲基氨基甲烷(TRIS)进行酰胺反应制备了可热塑加工且具有弹性的TRIS改性聚乙烯醇(PVA-COO-TRIS)。采用红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析、动态力学热分析和力学性能测试等研究了TRIS的引入对PVA的结构和性能的影响。结果表明,在PVA分子链上引入TRIS的多羟基结构与PVA羟基形成新的氢键作用,可减少对改性PVA氢键作用的破坏,同时TRIS的引入破坏了PVA分子链的规则性,致使其结晶度和熔点显著下降,并可抑制相邻羟基间的脱除,使其热稳定性提高。引入量为2.25%(摩尔分数)时可获得较宽的熔融加工窗口(~108℃),在不添加任何增塑剂的条件下实现了PVA的热塑加工,其拉伸强度为30 MPa,断裂伸长率为300%。     

三羟甲基氨基甲烷改性聚乙烯醇的制备与性能

利用聚乙烯醇(PVA)羟基的反应活性,与丁二酸酐反应对PVA羟基部分羧酸化,然后与三羟甲基氨基甲烷(TRIS)进行酰胺反应制备了可热塑加工且具有弹性的TRIS改性聚乙烯醇(PVA-COO-TRIS)。采用红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析、动态力学热分析和力学性能测试等研究了TRIS的引入对PVA的结构和性能的影响。结果表明,在PVA分子链上引入TRIS的多羟基结构与PVA羟基形成新的氢键作用,可减少对改性PVA氢键作用的破坏,同时TRIS的引入破坏了PVA分子链的规则性,致使其结晶度和熔点显著下降,并可抑制相邻羟基间的脱除,使其热稳定性提高。引入量为2.25%(摩尔分数)时可获得较宽的熔融加工窗口(~108℃),在不添加任何增塑剂的条件下实现了PVA的热塑加工,其拉伸强度为30 MPa,断裂伸长率为300%。     

增塑剂种类对淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

分别以乙二醇、甘油、聚乙二醇400和甲酰胺为增塑剂对淀粉/聚乳酸复合材料进行增塑处理,研究增塑剂种类对淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响。采用XRD、SEM、TGA以及旋转流变仪对复合材料的相容性进行了表征,并测试了复合材料的熔融指数、力学性能和吸水率。结果表明,增塑剂对淀粉/聚乳酸复合材料的相容性改善效果依次为甘油甲酰胺乙二醇聚乙二醇400。淀粉/聚乳酸复合材料的力学性能和吸水率受相容性影响,呈现相容性越好,力学强度越大,断裂伸长率越大,吸水率越低的趋势。醇类增塑剂增塑复合材料的熔融流动性随着分子链增长逐渐变差,而甲酰胺增塑复合材料的熔融流动性过大。     

淀粉基热塑性发泡材料的配方研究

以玉米淀粉为基体、竹粉为增强体,甘油/邻苯二甲酸二辛酯（DOP）混合物作为增塑剂,偶氮二甲酰胺（AC）/氧化锌（ZnO）为发泡剂,聚乙烯醇（PVA）为相容剂,用注塑发泡法制备淀粉基热塑性发泡材料（NFSC）。通过研究不同助剂配比及添加量对NFSC的相容性、力学性能、塑化效果及发泡效果的影响,优化配方设计,改善材料性能,以得到高品质、轻量化的淀粉基热塑性发泡材料。研究表明：甘油/ DOP质量比为6:1,且添加质量分数为30%时,NFSC的塑化效果良好;AC/ZnO质量比为2:1,且添加质量分数为3%时,NFSC的发泡效果良好;添加PVA质量分数约为11%时,竹粉与淀粉基体间界面相容性较好。     

四种多元醇增塑剂对淀粉-壳聚糖复合膜的性能研究

目的探究多元醇作为增速剂对淀粉-壳聚糖薄膜材料性能的影响,评估4种多元醇的增塑效果,并选出最优。方法将4种不同的多元醇作为增塑剂,通过流延法制备壳聚糖-淀粉薄膜,分析增塑剂含量对材料力学性能的影响,并通过扫描电镜、傅里叶红外、X-射线衍射、静态接触角对复合膜的结构和性能进行表征。结果将单一多元醇作为增塑剂加入淀粉-壳聚糖溶液,当添加质量分数为15%的甘露醇时,拉伸强度为最大值,为53.39 MPa;当添加质量分数为60%的甘油时,断裂伸长率最大,为45.11%。当甘油质量分数为50%时,综合效果较好,拉伸强度为21.36 MPa,断裂伸长率为35.33%。结论复合膜中淀粉与壳聚糖具有良好的相容性,添加增塑剂有利于改善复合膜的力学性能。多元醇增塑剂处于低浓度或中等浓度范围时,不具有有效的增塑作用。在4种多元醇增塑剂中,甘油的综合效果最好,所制备的膜具有较优的综合性能。     

提高热塑性淀粉材料耐水性的研究进展

在扼要介绍热塑性淀粉材料的基础上,总结和归纳了近年来国内外以提高热塑性淀粉材料的耐水性能和降低其对环境湿度敏感性为目的的研究工作.与可生物降解高分子共混、交联处理和表面改性是目前采用的主要方法.评述了这些方法各自的特点和不足,并指出今后的研究工作应以开发廉价、高效、环保并易于工业化实施的改性方法为主要方向.     

废纸浆增强玉米淀粉基复合材料的制备及其力学性能研究

以甘油和尿素作为混合塑化剂、废纸浆为增强体,玉米淀粉、聚乙烯醇为基体,利用熔融共混法制备了废纸浆增强玉米淀粉复合材料。研究了混合增塑剂、废纸浆、水含量、氢氧化钠浓度对复合材料力学性能的影响。力学性能测试结果表明,甘油和尿素混合塑化剂对复合材料有反增塑作用,当甘油/尿素含量分别为10/20份时,拉伸强度最佳为10.26MPa;氢氧化钠浓度为4%时,复合材料综合力学性能最好;废纸浆对复合材料有增强作用,当含量为35份时,拉伸强度最佳为11.35MPa;随着含水率的增加,材料的拉伸强度降低,断裂伸长率先增加后降低;扫描电镜观察发现,甘油和尿素混合塑化剂能够增塑淀粉,很好的改善废纸浆和玉米淀粉之间的相容性。     

淀粉粒度效应对热塑性微细化淀粉熔体流变学行为影响

应用丙三醇/聚乙烯醇复合增塑剂分别塑化不同粒度微细化淀粉,对热塑化过程以及塑化产物的流变行为进行分析测定,结果表明,随着微细化淀粉的粒度降低,比表面积增加,与复合增塑剂反应接触位点增多,复合增塑剂与淀粉间的相互渗透作用增强,塑化效果得到改善,塑化产物熔体的流动性提高,因此适当降低淀粉粒度可以提高塑化效果,改善热塑性淀粉的机械加工性能.     

Manufacture and research of TPS/PE biocomposites properties

In this paper the process of native starch preparing for modification by extrusion and manufacture of biocomposites is presented. The first aim of this study was to determine the mixing and granulating condition of native starch to obtain granulated native starch. For mixing and granulation of native starch Intensive Mixer manufactured by Maschinenfabrik Gustav Eirich was used. Mixing and granulation in a single process is a new method of preparation of powders for other processing. The main task of granulation is the elimination of dust emissions and the increase in density of powders. Granules are easy for dosage and more handy for transport and storage than powders, which is important from a technological point of view.The second aim of this study was to manufacture TPS/PE biocomposites. At first thermal modification of waxy maize starch was carried out with the use of a co-rotating twin screw extruder. During extrusion native starches have been deprived of their crystallinity and the obtained starch (TPS) has fully amorphous structure. XRD analysis revealed that semi crystalline phase of native starch after extrusion disappeared. During extrusion crystal structure of native starch is transformed into amorphous structure of thermoplastic starch (TPS), which was confirmed by XRD analysis.Reactive extrusion of obtained thermoplastic starch and high density polyethylene (HDPE) in the presence of polyethylene-grafted maleic anhydride (PE-g-MA) was done. To modify properties of TPS/PE blend polycaprolactone (PCL) was added in amount of 5 and 10 wt.%. The mass flow rate, static mechanical properties, thermal properties and morphology of obtained biocomposites were examined. The results show that the increased amount of TPS caused an increase in tensile strength and modulus of elasticity of prepared biocomposites. Addition of PCL to TPS/PE blends decreased tensile strength and modulus of elasticity. Moreover, higher amount of TPS and PCL in TPS/PE blends caused decrease of the elongation at break. On the other hand, using of PE-g-MA in TPS/PE blends cause increasing phase compatibility, which was confirmed by mechanical properties and morphology measurements.Biocomposites filled with higher TPS content (45 and 60 wt.%) possess lower resistance to hydrolytic degradation, which cause decrease of mechanical properties.It was found that higher amount of TPS in TPS/PE blends have small effect on mass flow rate and thermal properties estimated by differential scanning calorimetry (i.e. melting temperature, degree of crystallinity, melting enthalpy). This phenomenon have significant influence on processing of obtained biocomposites.     

蓖麻油基阻燃增塑剂的合成及在聚氯乙烯中的应用

为了进一步利用可再生资源为原料合成环保增塑剂,文中以蓖麻油和自制的含磷阻燃剂为原料合成了一种含磷阻燃增塑剂,再将其环氧化得到蓖麻油基含磷阻燃增塑剂(P-ECO)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和核磁共振磷谱对产物的结构进行表征。将其与聚氯乙烯(PVC)热塑共混成型,通过动态力学性能、拉伸性能测试、热重评价了蓖麻油基含磷增塑剂应用于PVC的增塑效果;随着P-ECO含量的增加,体系的Tg从41℃下降到9℃,拉伸强度随之下降到10.17 MPa,而断裂伸长率由146.22%增加到197.31%。通过测试极限氧指数、锥形量热仪测试其阻燃性能,氧指数达到28.1%,热释放速率最高为280.46kW/m2。     

聚酯增塑剂的合成及对PVC的增塑

通过熔融缩聚的方法,合成了己二酸丙二醇型聚酯增塑剂,将其作为辅助增塑剂用于软质PVC的制备,期望达到降低聚氯乙烯(PVC)主增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)迁移和抽出的目的。通过引入第三单体三羟甲基丙烷,并控制第三单体的加入量,合成了具有不同支化度的聚酯,并对PVC进行增塑试验,考察了聚酯的支化度及相对分子质量对PVC增塑效果的影响。实验结果表明,所合成的不同分子量聚酯增塑剂与PVC树脂的相容性均良好,当采用较高分子量聚酯或较低支化度聚酯时,其增塑PVC材料的玻璃化转变温度较低,所显示的增塑效率较高,材料的热稳定性能较好。     

Starch films from a novel (Pachyrhizus ahipa) and conventional sources: Development and characterization

Biodegradable films from ahipa, cassava and corn native starches were developed by casting method and their physicochemical, mechanical and barrier properties were analyzed taking into account the different starch botanical sources. Filmogenic suspensions were prepared; their rheological behaviors were studied and all of them exhibited film-forming ability. However, mechanical assays demonstrated that unplasticized films were too rigid, limiting their technological applications. Thus, 1.5% w/w of glycerol as plasticizer was added to filmogenic suspensions and film flexibility and extensibility were improved, this effect was more significant for ahipa and cassava starch films. Furthermore, thickness, moisture content and water solubility of the developed films were increased when plasticizer was incorporated. Glycerol addition reduced film water vapor permeability and the lowest reduction corresponded to cassava starch films due to the high viscosity of its filmogenic suspensions. Plasticized starch films resulted to be UV radiation barriers; ahipa starch films had the lowest light absorption capacity and higher transparency than cassava and corn starch films. Dynamic-mechanical analysis indicated that plasticized films were partially miscible systems exhibiting two relaxations, one attributed to the starch-rich phase and the other to the glycerol-rich one. Likewise, it could be demonstrated that glycerol exerted a major plasticizing effect on ahipa starch matrixes.     

淀粉薄膜的研究进展

针对黏稠食品灌装过程中高精度检测流量的难题,提出一种基于深度学习的高黏稠食品灌装流量实时检测方法。首先对采集到的流量相关过程变量进行序列化及归一化处理,转化为可供有监督学习网络处理的数据;然后对注意力机制下的长短时记忆神经网络(LSTM-Attention)进行训练和泛化,采用自适应矩估计优化算法(Adam),进而建立高黏稠食品灌装流量检测模型;最后将本模型检测所得流量值与其实际值进行对比,用均方误差函数(MSE)对该模型在灌装流量检测上的性能进行评价。通过与循环神经网络(RNN)、普通长短期记忆模型下流量检测的均方误差作比较,实验结果表明,本模型的流量检测精度较高,流量检测数据实时跟踪效果较好。