淀粉/聚乳酸挤出片材的制备及性能

采用挤出工艺制备了淀粉/聚乳酸复合片材。通过拉伸强度、断裂伸长率并结合断面形貌研究了淀粉结构、淀粉用量、硅烷偶联剂(KH-550)及甘油增塑剂的用量对挤出淀粉/聚乳酸复合片材性能的影响。结果表明,采用接枝甲基丙烯酸甲酯的改性淀粉作为填充剂,并添加适量KH-550硅烷偶联剂和甘油增塑剂及采用造粒后共挤等工艺可有效改善淀粉/聚乳酸复合片材的兼容性,提高复合材料拉伸强度和断裂伸长率,当改性淀粉含量为20份时样品的拉伸强度和断裂伸长率最大,分别为35.3 MPa和37%。     

氯化镁/甘油改性羧甲基淀粉/聚乙烯醇共混材料的结构与性能

为获得改性淀粉/聚乙烯醇(PVA)共混材料的结构与性能特征,以氯化镁/甘油为复配改性剂,采用溶液成膜方法制备了羧甲基淀粉(CMS)/PVA,研究了CMS/PVA复合膜的红外吸收特性、结晶性能、微观形貌、热性能、力学性能及生物降解性。研究结果表明,氯化镁和甘油可与CMS/PVA产生电子相互作用和氢键作用,阻碍CMS/PVA分子链的规整排列,提高羧甲基淀粉与PVA的相容性,降低CMS/PVA的结晶度和热稳定性。氯化镁/甘油复配改性剂对CMS/PVA的力学性能影响显著,可使CMS/PVA断裂伸长率和拉伸强度提高。氯化镁/甘油可促进CMS/PVA的降解,增加氯化镁/甘油复配改性剂中氯化镁的含量可提高复合膜的降解率。     

淀粉/LLDPE-EAA复合发泡材料的制备及性能研究

以淀粉、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为原料,甘油对淀粉进行塑化改性,碳酸氢钠作为发泡剂,辅以其他各种助剂,利用双螺杆挤出机进行熔融挤出发泡以制备复合发泡材料。通过观察发现当碳酸氢钠发泡剂含量为2%时,泡孔分布均匀,大小适宜,发泡效果最佳。重点探究了各原料的含量对复合发泡材料的拉伸强度和断裂伸长率的影响,研究结果表明,随着淀粉含量的增加,材料的拉伸强度逐渐增加,到一定程度的时候开始下降,材料的断裂伸长率则随之不断减小;LLDPE的含量对复合发泡材料的拉伸强度影响较大,EAA含量对断裂伸长率的影响较大;随着甘油含量的增加,增至10%时拉伸强度达到最大,之后开始逐渐下降,断裂伸长率则随则甘油含量的增加而增加。     

番茄皮渣/玉米淀粉膜的制备与研究

目的以番茄皮渣为原料,玉米淀粉为增稠剂,甘油为增塑剂,采用流延法制备番茄皮渣/玉米淀粉膜。方法研究番茄皮渣、玉米淀粉和甘油含量对番茄皮渣/玉米淀粉膜性能的影响。结果随着番茄皮渣含量的增加,番茄皮渣/玉米淀粉膜的抗张强度和氧气透过率增大,断裂伸长率和水溶性减小,经番茄皮渣/玉米淀粉膜包裹的油脂的过氧化值减小,抗氧化性提高;随着淀粉含量的增加,番茄皮渣/玉米淀粉膜的抗张强度增大,断裂伸长率和水溶性减小,氧气透过率先减小后增大,经番茄皮渣/玉米淀粉膜包裹的油脂的过氧化值变化不大;随着甘油含量的增加,番茄皮渣/玉米淀粉膜的抗张强度减小,断裂伸长率、氧气透过率和水溶性增大,经番茄皮渣/玉米淀粉膜包裹的油脂的过氧化值变化不大。结论番茄皮渣/玉米淀粉膜的适宜制备工艺条件为番茄皮渣质量分数为2.5%~3%、玉米淀粉质量分数为3%~4%、甘油质量分数为1.5%~2%。     

增塑剂对马铃薯淀粉基复合膜物理机械性能的影响

以马铃薯淀粉、普鲁兰多糖、明胶为成膜物质,氯化钙为交联剂,甘油、山梨醇、聚乙二醇为增塑剂,采用流延法制备了马铃薯淀粉基复合膜,研究了3种增塑剂对复合膜物理机械性能的影响。结果表明:复合膜的抗拉强度和弹性模量均随增塑剂含量的增加而显著减小,断裂伸长率随甘油和山梨醇含量的增加而显著增加,聚乙二醇对其影响不显著;复合膜的水蒸气透过率和水溶性均随增塑剂含量的增加而增加;聚乙二醇能够显著降低复合膜的透光率。     

化学助剂对淀粉/EVA复合发泡材料力学性能的影响

在以淀粉和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)为主料制备复合发泡材料的过程中,原料中各种化学助剂对复合发泡材料的力学性能影响显著。重点研究了发泡剂(NaHCO3)、增塑剂(甘油)、交联剂(DCP)3种化学助剂的用量对淀粉/EVA复合发泡材料拉伸强度和断裂伸长率的影响,结果表明:NaHCO3存在一优化值,使得材料拉伸强度达到最小值,同时断裂伸长率达到最大值;复合发泡材料的拉伸强度随着甘油含量的增加而逐渐降低,断裂伸长率则呈现相反的趋势;当DCP含量在0.6%~0.9%时,拉伸强度和断裂伸长率都达到最大值。     

甘油对壳聚糖-淀粉复合可食性膜力学性能的影响

目的以壳聚糖-淀粉复合膜为研究对象,加入不同质量分数的甘油作为增塑剂,研究甘油对复合膜性能产生的影响。方法将壳聚糖溶液和玉米淀粉溶液以6∶4的体积比混合,再添加一定量甘油,流延成膜,利用万能试验机测定膜的力学性能,用扫描电镜观察膜的形貌特征,并对膜进行红外扫描和X-衍射分析。结果甘油与淀粉壳聚糖具有良好的相容性,当甘油质量分数为35%～55%时,随着甘油含量的增加,膜的抗拉强度下降,断裂伸长率增加,抗拉强度最高可达33.57 MPa,断裂伸长率最高可达80.39%。结论甘油作为一种增塑剂,能够改善膜的力学性能,为可食性膜的广泛应用提供了可能性。     

壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混改善壳聚糖膜性能的研究

以溶液共混的方法,制备了壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混膜,并对薄膜的抗拉强度、断裂伸长率和气体阻隔性进行了测试.实验表明:壳聚糖含量为40%(质量分数,后同),聚乙烯醇和淀粉质量比例2:1,甘油含量15%时,共混体系具有较好的相容性、较理想的机械性能和气体阻隔性,共混膜的抗拉强度和断裂伸长率分别达到62MPa和118%,透氧系数仅为12.1×10-15 cm3·cm/cm2·s·Pa.     

单糖对玉米淀粉基复合膜性能的影响

目的研究D-果糖和葡萄糖作为增塑剂对玉米淀粉-壳聚糖复合膜性能的影响。方法糊化后的玉米淀粉溶液与壳聚糖溶液混合,分别添加5%,20%,35%,50%,65%(质量分数)的D-果糖及葡萄糖,均质后流延成膜;测定膜的力学性能,并通过扫描电镜、接触角、傅里叶红外扫描和X-衍射对复合膜相关特性进行表征。结果成膜物质之间相容性好,增塑剂用量由5%增加至65%,膜的厚度增加,经D-果糖和葡萄糖增塑的复合膜抗拉强度分别由73.99,70.88 MPa减至18.08,40.53 MPa。经D-果糖增塑的复合膜断裂伸长率呈递增趋势,在添加量为65%时达到19.03%,经葡萄糖增塑的复合膜呈现递减趋势。结论同一含量下,2种复合膜的厚度相近,抗拉强度相差不大,但经D-果糖增塑的复合膜断裂伸长率高,亲水性较好,更适合作为增塑剂应用在复合膜的制备中。     

挤出法制备生物质包装材料

目的在挤出工艺条件下,以废纸纤维和农作物秸秆为主要原料制备生物质包装材料,研究影响其试样力学性能的主要因素并确定较优配方。方法在废纸和农作物秸秆原料中加入一定量的淀粉、甘油、PVA,经搅拌混合均匀后,通过单螺杆挤出机连续挤出,以实现环保生物质包装材料的连续生产。在单因素实验的基础上,通过正交实验探讨秸秆含量、淀粉含量、PVA含量、甘油含量对材料力学性能的影响。结果在85℃下水浴加热15 min时,混合物料和淀粉之间具有良好的相容性。试样抗压性能的影响因素及主次顺序为淀粉含量PVA含量基材比例甘油含量,试样抗弯性能的影响因素及主次顺序为淀粉含量基材比例PVA含量甘油含量。结论物料分散的均匀性和粘度是以废纸、农作物秸秆为主要原料通过挤出法制备生物质包装材料的关键。当基材比例(秸秆与废纸的质量比)为2︰3,PVA质量分数为2.5%,淀粉质量分数为9%,甘油质量分数为5%时,可获得较优的力学性能。     

Natural fiber-reinforced thermoplastic starch composites obtained by melt processing

Thermoplastic starch (TPS) from industrial non-modified corn starch was obtained and reinforced with natural strands. The influence of the reinforcement on physical–chemical properties of the composites obtained by melt processing has been analyzed. For this purpose, composites reinforced with different amounts of either sisal or hemp strands have been prepared and evaluated in terms of crystallinity, water sorption, thermal and mechanical properties. The results showed that the incorporation of sisal or hemp strands caused an increase in the glass transition temperature (T_g) of the TPS as determined by DMTA. The reinforcement also increased the stiffness of the material, as reflected in both the storage modulus and the Young’s modulus. Intrinsic mechanical properties of the reinforcing fibers showed a lower effect on the final mechanical properties of the materials than their homogeneity and distribution within the matrix. Additionally, the addition of a natural latex plasticizer to the composite decreased the water absorption kinetics without affecting significantly the thermal and mechanical properties of the material.     

Biodegradable starch-based composites: effect of micro and nanoreinforcements on composite properties

Thermoplastic starch (TPS) matrix was reinforced with various kenaf bast cellulose nanofiber loadings (0–10 wt%). Thin films were prepared by casting and evaporating the mixture of aqueous suspension of nanofibers (NFs), starch, and glycerol which underwent gelatinization process at the same time. Moreover, raw fibers (RFs) reinforced TPS films were prepared with the same contents and conditions. The effects of filler type and loading on different characteristics of prepared materials were studied using transmission and scanning electron microscopies, X-ray diffractometry, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and moisture absorption analysis. Obtained results showed a homogeneous dispersion of NFs within the TPS matrix and strong association between the filler and matrix. Moreover, addition of nanoreinforcements decreased the moisture sensitivity of the TPS film significantly. About 20 % decrease in moisture content at equilibrium was observed with addition of 10 wt% NFs while this value was only 5.7 % for the respective RFs reinforced film.     

氧化淀粉胶黏剂的交联改性及其性能研究

用玉米淀粉与过硫酸铵反应制备了氧化淀粉胶黏剂,再与二羟甲基双氰胺(DMDCD)进行交联反应,制备了一种交联改性氧化淀粉胶黏剂。采用红外光谱对样品进行了表征,并讨论了交联改性对氧化淀粉胶黏剂耐水性和贮存稳定性的影响。实验结果表明:DMDCD改性提高了淀粉胶黏剂的耐水性与贮存稳定性;当过硫酸铵质量分数为淀粉质量的1.5%,DMDCD质量分数为淀粉质量的3%时,交联改性氧化淀粉胶黏剂的贮存稳定性在45 d以上,其耐水时间、黏度分别为102 h和1680 mPa.s;红外分析证实了DMDCD与氧化淀粉发生了交联反应。     

氨基甲酸淀粉酯的改进合成及其性能研究

以氧化玉米淀粉作为原料,尿素为酯化剂,氯化铵为催化剂,制备了氨基甲酸淀粉酯。分别测定了氨基甲酸淀粉酯的红外光谱、氮含量及其对杨木板的胶合强度,并计算出氨基甲酸酯的取代度(DS)。与玉米淀粉为原料相比,产物DS及胶合强度均有所提高。研究结果表明反应的最佳条件为:mst∶mur∶mca=30∶5.0∶7.10,反应时间4h,反应温度140℃,氧化玉米淀粉羰基含量为0.42%时,氨基甲酸酯的取代度可达最大值0.285,胶合强度为1.044MPa。     

淀粉与丙烯酸接枝共聚物吸水性能的影响因素研究

采用溶液聚合的方法,制备了淀粉与丙烯酸接枝共聚物;用FTIR等方法对共聚产物结构进行了表征;研究了聚合反应温度、糊化时间、丙烯酸中和度、产物烘干温度、丙烯酸与淀粉不同混合比例等因素对接枝产物吸水性能的影响,优化出了在实验室用玉米淀粉和丙烯酸接枝共聚制备高倍率吸水树脂的工艺条件,制备的吸水树脂吸去离子水近1000g/g.     

聚乳酸/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合材料的流变性能和力学性能

采用双螺杆挤出机,通过熔融共混制备了热塑性玉米淀粉基纳米二氧化硅(SiO_2)母料和聚乳酸(PLA)/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合物,利用转矩流变仪研究了其流变性能。结果表明,热塑性玉米淀粉基纳米SiO_2母料熔体和PLA/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合物熔体的非牛顿指数小于1,属假塑性流体。热塑性玉米淀粉基纳米SiO_2母料熔体黏度随纳米SiO_2用量的增大而提高,SiO_2用量为8phr的母料4#熔体黏度对剪切速率的依赖性最强。PLA/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合物熔体黏度决定于热塑性玉米淀粉基纳米SiO_2母料中纳米SiO_2用量,可以通过调整母料用量和母料中SiO_2用量,调整复合物的熔体流动。PLA/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合物的缺口冲击强度随纳米SiO_2母料份数的增加而增大。     

高流动性、强疏水性淀粉的制备及性能

采用干法改性处理技术对玉米淀粉进行改性处理,制备得到具有高流动性及强疏水性的玉米淀粉。通过活化指数、接触角、流动时间及休止角等指标,对改性前后玉米淀粉的流动性及疏水性进行评价。结果表明,经过改性处理,玉米淀粉由亲水性表面转变为强疏水性表面,并且改性后的玉米淀粉具有了良好的流动性。X射线衍射(XRD)测试结果表明,改性处理并没有改变玉米淀粉的结晶结构,只是改变玉米淀粉的表面性质。     

淀粉－丙烯酰胺接枝共聚物增稠能力的研究

以硝酸铈铵为引发剂，分别合成了可溶性淀粉、玉米淀粉及氧化淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物，并经碱性水解制备了相应的阴离子型衍生物。用旋转粘度计研究了这些接枝共聚物水溶液的剪切稳定性，对盐的敏感性和温度稳定性，并与非接枝聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）比较。结果表明，同玉米淀粉和氧化淀粉相比，可溶性淀粉与丙烯酰胺接枝共聚的接枝ＰＡＭ链分子量较高；接枝共聚物水解度为５０％左右时水溶液的粘反最大；比之非接枝ＰＡＭ，接枝共聚物水溶液的粘度具有较好的温度稳定性。此外还对接枝共聚物水溶液的剪切稳定性和耐盐性也作了评价。     

接枝共聚法合成高吸水性树脂

以过硫酸钾为引发剂,过硫酸钾与玉米淀粉的质量比为0.014;糊化的玉米淀粉与丙烯酸按质量比1∶6的比例发生接枝聚合反应.反应温度50 ℃,反应时间2.5 h～3.0 h,丙烯酸的中和度为92%,制得高吸水性树脂,并讨论了其吸水性能.在室温、中性酸度环境下,合成的高吸水性树脂吸水倍率最高,可达到560 g/g。     

MAH改性方法对淀粉/聚乳酸界面相容性的影响

以玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,马来酸酐(MAH)为改性剂,通过熔融挤出法制备淀粉/PLA复合材料。研究了MAH分别作为增容剂和淀粉酯化剂这两种改性方法对淀粉/PLA相容性的影响,并对复合材料的熔融加工性能、力学性能和耐水性能进行了测试。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)结果都证明,MAH与原淀粉先进行干法酯化改性再与PLA复配制得酯化淀粉/PLA复合材料,比MAH作为增容剂直接添加制得原淀粉/MAH/PLA复合材料具有更好的界面相容性。受界面相容性提高程度的影响,酯化淀粉/PLA复合材料的熔融加工性能、拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和耐水性能都优于原淀粉/MAH/PLA复合材料。