双改性热塑性玉米淀粉的制备及其成膜性能的研究(可编辑)

双改性热塑性玉米淀粉的制备及其成膜性能的研究(可编辑) 双改性热塑性玉米淀粉的制备及其成膜性能的研究 双改性热塑性玉米淀粉的制备及其成膜性能的 研究业 学 科、专 壅亡晶友旦王拯壁蘧王猩 研 究 方 向 壅亡品生物丝王 导师及职称 袁:胚遗 副塾拯 年月合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合合肥工业大学硕 士学位论文质量要求。 答辩委员会签名:工作单位、职称 主 席: 宇茜弋合肥工业大学教授 委 员: 蝴伽教授 恙毖伽工业大学教授 教授 安徽大学 ,移陆 合肥工业大学副教授 胛口叉 岗勺叉 、恢 \ 合肥工业大学副教授 导师:砀凇徭独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。 据我所知,除了文中特别加以标志和致谢的地方外,论文中不包含其他人已 经发表或撰 写过的研究成果,也不包含为获得 盒目巴王些太堂 或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说 明并表示谢意。 签字日期:渺肛年月弓日 学位论文作者签字:两葬平 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 金月曼王些态堂 有关保留、使用学位论文的 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 ,有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅或借阅。本人 授权 金月巴王些盍堂 可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检 索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文者签名: 缀毕 导师签名:袁坼三受 签字日期:跏/?月;日 签字日期:涉缉月弓日 学位论文作者毕业后去向: 工作单位: 电话: 通讯地址: 邮编:双改性热塑性玉米淀粉的制备及其成膜性能的研究 摘要 由于传统塑料带来的危害越来越被人们所关注,研究环境友好型材料已经 成为亟待解决的问题。为研究开发可生物降解的淀粉塑料,本研究以玉米淀粉 为原料通过机械力与改。牛剂的双重改性,制备成双改性热塑性淀粉。双改性热 塑性淀粉与一定质量的聚乙烯醇混合,制备成可生物降解淀粉塑料。机械力 使 玉米淀粉的颗粒变小,增强了改性剂与淀粉颗粒的接触作用,降低了反应所需 的温度等条件。同时加入丙三醇、柠檬酸为改。牛剂,破坏了玉米淀粉中由于氢 键引起的刚性结构。双重改性增强了玉米淀粉的热塑性,提高其与聚乙烯醇的 相容性。主要研究内容及结果如下: 原玉米淀粉经过柠檬酸与甘油改性,在反应时间为,反应温度 为 ?,含水%淀粉:柠檬酸质量:甘油质量:.:.的条件下,合成了取 代度为最高为.的单改性热塑性玉米淀粉。而原玉米淀粉通过超微粉碎后再 经过柠檬酸和甘油改性,在同样的条件下合成了取代度最高为.的双改性热 塑性玉米淀粉。在对取代度的影响上,柠檬酸作用甘油作用反应温度反应 时间。用粘度计,分光光度计,傅立叶红、差示扫描量热、. 射线衍射对双改性淀粉的结构、形貌进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 研究,结果表明双改性玉米 淀粉比单改性玉米淀粉中引入了较多的柠檬酸酐基团,结晶度、粘度比单改性 玉米淀粉的低,而热稳定性、透光度比单改性玉米淀粉的高。 采用流延法制备原淀粉/聚乙烯醇复合膜、单改性热塑性玉米淀粉/ 聚乙烯醇复合膜、双改性热塑性玉米淀粉/聚乙烯醇复合膜,各复合膜中聚乙烯 醇的含量均为淀粉质量的%。通过差示扫描量热、.射线衍射、 扫描电镜、力学性能、吸水性、降解性能对复合膜的结构及性质进行研究, 结 果显示双改性淀粉的复合膜比原淀粉及单改性淀粉复合膜具有较强的力学 性能 及热稳定性,而吸水性、结晶度比后两种低,双改性淀粉的成膜性比原淀粉及 单改性淀粉的要好,而对双改性淀粉复合膜,在一定取代度范围内,取代度越 高复合膜材料的膜性能越好。取代度为.的双改性淀粉制备的复合材料除降 解速率较慢,其他各项指标均为较好状态。埋于室外土壤层下微生物降解 后,取代度为.的双改性玉米淀粉/聚乙烯醇复合膜的降解率为%左右。 关键词: 双改性热塑性淀粉; 聚乙烯醇;可生物降解 ...? ,.. , ,. , . .: ?, %: :.:.. : ,.? . , . , ? .. , , , , ,? . , . ? / /,? ? / .% . ,? , , , .? , , , ? ., . , .. .妯 .%. : ; ;致 谢 本论文是在袁怀波老师的悉心指导下完成的。从论文的选题、设计以及整 个实验过程中,恩师都给予极大的关心和帮助,恩师严谨的治学态度、求实创 新的工作作风和平易近人的精神风范令学生受益匪浅,终身难忘。自读硕士 研 究生以来,恩师对我的学习、生活予以无微不至的关怀和鼓励,并且恩师的宽 容胸怀也令学生终身难忘,在即将完成硕士学历之际,谨向恩师致以最诚挚 的 谢意 在学习及实验期间,感谢郝文涛老师给予的指导和帮助,另外还要感谢刘 文宏老师、范远景老师、曹树青老师、江力老师、刘国庆老师给予的帮助。 实验中,感谢孙文凯、蒋艳、卢云峰、慈凌坤、宫照斌、张娇娇、孟少华 等同学无私的帮助。 生活中,特别感谢父母和朋友在这几年给予的无私的物质上和精神上的帮 助。 在此,也向在百忙之中评审本文的专家表示衷心的感谢 最后,感谢生物与食品工程学院的领导和老师三年来对我的培养再次感 谢所有关心、帮助我的老师、同学和朋友们 作者:高翠平 年月日目录 第一章绪论 .淀粉. ..天然淀粉的结构和性质? ..热塑性淀粉. .. 、、.、等在热塑性淀粉方面的应用?. .塑料. ..塑料的概述. ..塑料的分类. .新型塑料? .可降解塑料 ..可降解塑料的含义 ..可降解塑料的分类 ..可降解塑料的用途 ..聚乙烯醇?一 ..热塑性淀粉与其他可生物降解物质的复合体系..可生物降解材料降解性 能常见的评价方法?. .课题研究背景?. .所选课题的目的、意义及主要研究内容?. ..所选课题的目的、意义.. ..课题的主要研究内容?.. 第二章 机械力与柠檬酸双改性热塑性玉米淀粉的制备及其性能研究 .材料与设备 ..材料与试剂 ..仪器与设备 .实验方法.. ..原玉米淀粉的超微粉碎处理?. ..热塑性淀粉的制备??.. ..热塑性淀粉制备工艺优化??. ..热塑性淀粉性状及结构表征?. .结果与分析??. ..热塑性淀粉生产工艺的优化?. ..红外光谱图分析? ..产物的透光率的测定?一 ..产物的粘度测定?..产物的.衍射分析??. ..产物的实验. .本章讨论.. .本章小结.. 第三章改性淀粉/聚乙烯醇复合材料膜的制备与性能研究??. .材料与设备??. ..材料与试剂 ..仪器与设备 .实验方法.. ..单改性、双改性热塑性玉米淀粉的制备..复合材料膜的制备??.. ..复合材料膜的性状和结构表征. .结果与讨论??. ..淀粉/复合材料膜的力学性能?.. ..淀粉/复合膜的吸水性能? ..复合材料膜的.衍射分析..复合材料膜的热性稳定性能?. ..复合材料膜的生物降解性??. ..复合材料膜的分析 .本章讨论.. .本章小结.. 第四章结论与展望??. .结论.. .展望 参考文献?. 攻读学位期间发表的学术论文及申请的专利插图 清单 安全隐患排查清单下载最新工程量清单计量规则下载程序清单下载家私清单下载送货清单下载 图.直链淀粉分子结构?.. 图?支链淀粉分子结构?.. 图.反应时间对取代度的影响? 图.反应温度对取代度的影响? 图?柠檬酸用量对取代度的影响??.. 图.甘油用量对取代度的影响? 图.改性热塑性玉米淀粉红外光谱图.. 图静置时间对改性热塑性淀粉透光率的影响??. 图.改性热塑性玉米淀粉的粘度??一 图.改性热塑性玉米淀粉一衍射谱图一 图改性热塑性玉米淀粉淀粉的图谱?. 图.取代度对复合材料膜力学性能的影响 图.取代度对复合材料膜吸水性的影响? 图.复合材料膜的.衍射图谱?一 图?复合材料膜的图谱??. 图.复合膜的降解失重率? 图复合膜降解前图片??. 图.复合膜降解后图片??.表格清单 表.因素水平表?. 表.单改性淀粉正交实验结果与分析? 表.双改性淀粉正交实验结果与分析? 表.淀粉/复合材料的力学性能表.复合材料膜的吸水性第一章绪 论 传统塑料产品给人们生产、生活带来方便的同时,也带来了越来越严重的 环境污染等危害,并且由于其的生产受到石油资源的限制,开发新型材料已经 成为一种时代发展的需要,越来越多的人投入其的开发研究中,其中可生物降 解型材料越来越受到人们的青睐,淀粉作为可生物降解材料的一种原料近年来 也为人们所研究的热点,这是因为,淀粉的来源十分广泛、价格低廉,再生周 期短等。但是,淀粉本身的耐水性差、可塑性低等缺陷又限制了其直接作为材 料来使用,研究人员通过添加改性剂实现淀粉的可塑性,另外通过改性淀粉与 其他物质的混合,也可以改善其不足之处,如改性淀粉与聚酯、聚氨酯、聚乙 烯醇等的混合,其中聚乙烯醇是最常用作与淀粉类的材料共混的聚合物。本文 以玉米淀粉为原料,通过机械力、柠檬酸、甘油的改性,制备成双改性热塑性 玉米淀粉,增加其的热塑性,实现改性淀粉与聚乙烯醇的良好结合,制备成可 生物降解的复合材料。 .淀粉 ..天然淀粉的结构和性质 淀粉包括直链和支链淀粉,其结构分别如图.和图.所示。 图一直链淀粉分子结构 .图.支链淀粉分子结构 . 天然淀粉中的直链和支链通过氢键形成结晶,因此淀粉在结构上存在分子 间和分子内氢键,淀粉的结晶度一般为%.%?,淀粉中一般是直链淀粉赋 予其成膜性【, ,但由于淀粉中直链淀粉的含量不是很高,纯淀粉的膜脆性比较 大,另外由于淀粉的玻璃化温度与它的分解温度很接近【】,所以淀粉本身的可 ,小 塑性不高。为增加淀粉的可塑性可以通过向淀粉中加入小分子的塑化 分子的塑化剂与淀粉分子之间形成的较强的氢键可以取代淀粉中原有的分子间 以及分子内氢键的作用,提高了淀粉分子的活动能力,降低了淀粉的玻璃化温 度,由此淀粉具有热塑性,在高温、剪切力注塑、模压及挤压等作用下,可 制得具有热塑性的淀粉材料。很多种淀粉可以制备成热塑性淀粉?,如天然的 红薯、土豆、糯米等淀粉以及通过天然淀粉制备成的改性淀粉。由于玉米淀粉 的产量比较大以及玉米淀粉中直链淀粉含量比较高,其在热塑性淀粉的研究中 应用较多。 ..热塑性淀粉 ...淀粉的热塑性机理 淀粉的热塑性机理【】就是使原淀粉分子中的结构由原有的有序化变为无序 化,使原淀粉具有热塑性能能。热塑性淀粉的热性能与天然淀粉的有很大的不 同,天然淀粉是含多个羟基的大分子化合物,其相邻的分子间通常以氢键作用 形成完整颗粒的微晶结构,淀粉颗粒中的水分由于在加工过程中温度的升高而 失去从而导致大部分淀粉分解掉,因而天然淀粉的热塑性极低,所以不能作为 正常的塑料加工原料使用。若使原淀粉具有热塑性就必须使其分子结构达到无 序化【,对此可以添加增塑剂,如水、尿素、多元醇等,以及对其溶液进行加 热、高速搅拌等措施。使用增塑剂的目的是降低淀粉的玻璃化温度,增加其的 可塑性,使其易于加工成型哺,。 增塑剂的作用机理按增塑剂本身的性能大致可分为两种:即非极性增塑剂和极性增塑剂。非极性增塑剂的作用机理是其插入到淀粉的分子链之间,增大 分子链之间的距离,从而削弱链与链之间的作用力,因此增塑剂用量越多,其阻 隔作用越大,并且小分子的活动能力强,易使聚合物粘度降低。极性增塑剂的 作用是其与淀粉相混合时,升高温度,使淀粉分子的热运动更加剧烈,从而链 与链之间的作用力减弱,以至于分子间的距离增大,小分子增塑剂进入到大分 子淀粉链间,这样极性增塑剂的极性基团与淀粉分子的极性基团之间的相互作 用力就代替了淀粉中分子间的作用力,使增塑剂与淀粉形成溶胀的聚合物。聚 合物的极性部分被增塑剂中的非极性部分所屏蔽起来,并且增塑剂的非极性 部分增加了大分子之间的距离,从而削弱聚合物间的分子作用力,使分子链容 易移动,因而降低了聚合物的熔融温度,以至于加工起来比较容易。经塑化后 的淀粉其晶球体积变小,数目增多,并且削弱破坏了分子间的氢键作用,提高了 分子链的扩散能力,降低了玻璃化温度,因此其微晶状态在分解前已经实现熔 融,由规则的构象转变为无规则的构象,从而实现淀粉的热塑性加工性能】。 ’ ...热塑性淀粉的研究现状及应用现状 目前对淀粉的热塑性研究主要集中在增塑剂的使用方面,采用不同的增塑 剂破坏淀粉分子中原有的氢键作用,制备成具有热塑性的淀粉【,杨晋辉等人 【 研究的热塑性淀粉的制备中发现,不同的增塑剂对淀粉的改性后形成的新物 质的力学性能大不相同 ,塑化剂为甘油时,一般制得的热塑性淀粉较柔软, 其强度较小,伸长率较大; 而塑化剂为尿素时,制得的热塑性淀粉硬而脆, 其强度较大,伸长率较小。如果塑化剂中含酰胺【 基团和甲酰胺【 】基团时可以 抑制淀粉的再结晶,同种塑化剂的含量对热塑性淀粉的力学性能的影响表现出 一定的规律性。王佩璋等【 研究乙二醇、丙三醇、山梨醇、聚乙烯醇四种不同 增塑剂对淀粉的增塑情况,发现增塑剂不仅能改变淀粉在高温下流动性,而且 也使淀粉在树脂中的相容性等得到了提高,用增塑后的淀粉与其他物质共混, 可制成复合膜材料。淀粉中直链支链淀粉的比例不同,增塑剂增塑后所表现的 效果和与之共混制成的复合膜性能及其微观状态有较大不同,淀粉中直链淀粉 含量越高越有利于增塑塑化及与树脂混合,支链淀粉虽然容易被增塑剂溶胀, 但增塑后的淀粉分子中支链空间位阻大,流动较困难,不能均匀的与树脂熔融混 合。多元醇类增塑剂在淀粉体系中可以破坏大分子间的分子作用力以及分子内 的氢键,并与大分子形成氢键网络结构,随着所用增塑剂相对分子质量的增大, 羟基数目增多,增塑能力也在下降,使增塑后的淀粉与其他物质形成的复合膜 研究认为水作为增塑剂时制备的热 的拉伸强度上升。华南理工大学的陈玲等【 ,,而性质稳定的甘油作为增塑剂时的增塑 塑性淀粉不易与其他材料的共混【 效果会随着甘油含量的增加先减小后增大。热塑性淀粉的成型加工几乎可以采 用所有的塑料加工方法,如挤塑、注塑、流延、真空吸塑和挤塑发泡等。美国 .公司【,制得的“”采用的是双螺杆挤出技术,“”是由淀粉制成的热塑性淀粉塑料,其性能和聚苯乙烯类似,可用作医用胶囊, 它可以是由玉米淀粉或马铃薯淀粉异构化制得,有链状聚合物和支化聚合物构 成。德国研究所也开发出淀粉含量高达降解材料,可作为包装材料使用 ? .. 、、?、等在热塑性淀粉方面的应用 ...差示扫描量热法在热塑性淀粉膜研究中的应用 差示扫描量热【 主要用来研究热塑性淀粉的糊化特性、热塑性淀 粉的重结晶程度及颗粒的晶体结构相转移的温度的测定【】。热塑性淀粉糊化就 是颗粒状的热塑性淀粉在水中因受热吸水膨胀,分子间以及分子内氢键断裂, 淀粉分子扩散的过程,在此过程中伴随着能量变化,在分析图谱上表现为 吸热峰。在曲线中有个特征参数:表示相变的起始温度,表示相变的高 峰温度,表示相变的终了温度,这些特征值反映了所测组分的热力学性质。完 全糊化的热塑性淀粉在图谱中应为无吸热峰光滑直线,故根据热塑性淀粉 的图谱中吸热峰面积的大小可估测热塑性淀粉的糊化程度。 ...扫描电子显微镜在热塑性淀粉膜研究中的应用 扫描电子显微镜【引,能够很清楚的显示物体的表面并且立体感很强。 其在固体试样表面形貌的研究中是一种有力的工具。在热塑性淀粉研究中主要 用于观察热塑性淀粉的颗粒结构及测定其的大小,研究热塑性淀粉中各组分间 的相互作用及观察热塑性淀粉颗粒结构变化的情况等。 ...核磁共振在热塑性淀粉膜研究中的应用 核磁共振【,叫可测定热塑性淀粉的空间结构,也可测定热塑性淀粉 的糊化度、重结晶度等,并且其可以和的测定起对照作用,这样就更有利 于研究,目前傅立叶转换核磁共振波谱法是该研究领域中应用到的最高级手 段。 ... .射线衍射在热塑性淀粉膜研究中的应用 .射线衍射.的强度和位置能反应出物质内部某些特有的结构,热 塑性淀粉是由许多形状、大小不一的颗粒所组成,但这些颗粒结构不是无规 律 的集合体,而是在一些部分可能存在微小的微结晶结构。.衍射线的强度和位 置是各种结晶物质的特征参数,有了这些参数就可以了解热塑性淀粉颗粒的 内部结构组成。 ...红外吸收光谱在热塑性淀粉研究中的应用 红外吸收光谱又称分子振动和转动光谱,是由于分子振动能级的跃 迁同时伴随转动能级跃迁而产生的,它的最大特点是具有特征性,能定性 的分析某些化学基团是否发生反应。因此其可以研究热塑性淀粉颗粒中某些 基 团和化学组成是否发生变化。 .塑料 ..塑料的概述 进入世纪塑料作为一种产业化的新型材料,以它本身所具有的耐用、轻 便、加工性能好等优点在生产和生活领域都有广泛应用】。塑料也称为合成 树脂为高分子化合物,是以单体为原料合成或缩合反应形成的材料,它的主要 成分是合成树脂辅料【 为其他的填料、增塑剂、稳定剂等。 我们通常所用的塑料并不是一种纯物质,它是由许多材料配制而成的。其 中高分子聚合物或称合成树脂是塑料的主要成分。此外,为了改进塑料的性 能,还要在聚合物中添加各种辅助材料如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着 色剂等,才能成为性能良好的塑料。 ..塑料的分类 根据塑料适用特性【的不同,将塑料分为特种塑料、工程塑料和通用塑料 三种类型。特种塑料是指具有特种功能的塑料,用于航天、航空等特殊领域, 其又可以分为非交联型和交联型。非交联型的如聚醚砜、聚砜等;交联型的如 聚三嗪、聚氨基双马来酰胺等。工程塑料是指能承受一定的外力作用,并且有 较好的尺寸稳定性、良好的耐高、低温性能和机械性能,可以在较广的温度范 围内承受外在较强的机械应力,如尼龙、等。通用塑料是指产量大、价格 便宜成型性好、用途广的塑料,如聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙 烯等。 根据理化特征【 的不同可以把塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性 塑料 指在一定的温度范围内加热后会熔化,可流延至模具冷却 后成型,再将成型的材料加热后又可以熔化的塑料,通用的热塑性塑料其连续 的使用温度一般在 。以下。热塑性塑料有电绝缘性良好,易于成型加工的 优点,但其弱点是耐热性较低,易于蠕变,为了克服这些弱点,人们都在开发 可熔融成型的耐热树脂,如聚醚醚酮、聚苯硫醚等,以这些作 为原料的复合材料具有较强的耐化学腐蚀性和较高力学性能,可以焊接和热成 型,层间剪切强度也比较好。热固性塑料指热加工成型后具有不溶不熔的性质 的塑料,成型前后再加强热则会分解破坏。常见的热固性塑料有环氧、酚醛、 氨基、不饱和聚酯等材料,它们受热不易变形、耐热性高但机械强度一般不高, 可以通过添加填料或改变加工方式提高其机械强度。 根据不同的加工成型方法【】塑料可以分为吹塑、膜压、层压、浇铸、注 射、挤出和流延等类型。吹塑又称中空成型或中空吹塑。其是借助空气的压力 将热的树脂吹胀为空心制品,它包括吹塑中空制品和吹塑薄膜两种方法。压塑 也称模压或层压,压塑主要用于脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固 性塑料加工。挤塑是使用挤塑机将热的树脂连续的通过模具,挤出所需形状的制品。注塑是使用注塑机将热塑性塑料的熔体在特定条件注入到模具内,冷却、 固化后获得产品。流延是将各种原料经加热成液体后,倒入到一定的膜具,冷 却后即可得产品。 .新型塑料 随着塑料技术的发展,为满足市场以及特殊领域的需要人们在不断的开发 研究出各种功能的新型塑料。如日本出以植物为原料开发出热传导率可以与不 锈钢相媲美的生物塑料【 ,并且其易成型、质量轻、对环境污染小;英国和德 国共同开发出一种可变色塑料薄膜,其是利用人造光学效果和天然光学效果结 合在一起,这种塑料薄膜是通过含碳纳米粒子的塑料小球叠起来组成的,光可 以在塑料小球以及周围物质之间的边缘区和碳纳米粒子表面反射,这样加深了 薄膜的颜色,只要通过控制小球的体积,只散射某些光谱频率的光物质【】就能 产生;英国谢设菲尔德大学的研究人员研究出可以给人输血的“塑料血”【 , 这种“塑料血”由塑料分子构成,这些分子的形状和大小都与血红蛋白分子类似, 同样可以执行血红蛋白分子的功能,这种人造血由于不需要冷藏保存,轻便易 带,使用有效期长、工作效率高,造价较低等优点将会在不久的将来被广泛使 用。另外还有墨西哥的新型防弹塑料,美国聚合物集团公司的可降低汽车噪音 的塑料,德国的新型环保防火塑料,巴斯夫公司的第三代透明聚苯乙烯,我国 的高熔体强度聚丙烯、新型超低密度聚乙烯、纳米聚丙烯管专用塑料等新型塑 料。 .可降解塑料 ..可降解塑料的含义 传统的塑料制品由于质轻、耐化学腐蚀、绝缘性好等优点给人们的生活带 来很大的便捷,但由于资源和环境的限制也给我们带来了不可忽视的问题,例 如它依赖于不可再生的石油资源,并且由于它们的不可降解性带来了“白色污 染”,面对“白色污染”很多人想到了焚烧,这样就会使生态系统受到巨大威 胁和环境系统遭到严重破坏,对于不可再生成人们想到回收再利用【?,但是最 终这也还是会给生态系统和环境带来危害,为此一些国家先后限制或禁止在有 些场合使用不可降解塑料。这样,顺应时代和发展的需要开发绿色环保型的 可 。 降解塑料已经成为科研领域的一种发展趋势【 可降解塑料是指具有塑料特征的并能在自然状态下分解的材料或在塑料中 加入一些能促进其分解的添加剂而合成的塑料或者采用可再生物质为原料制成 的可降解材料,这些材料制品的性能能满足生活及生产的要求,可以在保证性 能不变的情况下长期保存,此种材料制成的制品使用后在自然条件下可以降解 为不危害环境的物质。可降解塑料的降解主要是指有土壤微生物引起的生物降 解,光照、氧气等引起的光降解以及化学物品等引起的化学降解,或者是这三 种降解过程间相互增效、连贯协同作用】 ..可降解塑料的分类 根据降解机理【的不同,可降解塑料可分为生物降解塑料【 、光降解塑料、 光.生物双降解塑料。生物降解又可分为生物化学降解和生物物理降解,生物 化学降解是指由于环境中的微生物或酶直接对聚合物作用,使其逐步氧化分解 成小分子物质,最终氧化分解为水和二氧化碳的降解方式。生物物理降解是指 微生物侵蚀聚合物后,随着微生物的生物细胞的增多使聚合物的组分发生水 解 或质子化或电离从而使聚合物分裂成比较小的低聚物碎片,但是聚合物的结构 不会发生变化的降解过程。根据生物降解过程中材料中物质的变化过程不同又 可分为不完全和完全生物降解型塑料两大类【‘,不完全生物降解型塑料也可以 称为生物崩坏型塑料,而根据降解塑料的制备方法不同则可分为化学合成、生 物发酵合成、天然高分子合成以及矿物质合成等四种。不完全生物降解型塑料 是指在烯烃类的通用塑料中加进可生物降解的物质,从而破坏材料的外观形状 和力学性能。完全生物降解型塑料是指在制备合成时用利用可完全生物降解的 物质,例如聚乙烯醇、脂肪族聚脂等可完全降解【 】等,比较常见的可生物降解 的塑料有淀粉类,纤维素类等。光降解【 主要是指聚合物受到光中的紫外光的 辐射后,原稳定态的物质吸收能量变成电子激发态,光化过程使聚合物遭到破 坏,而一般在大气中聚合物还会受到氧、水分的影响,由简单的光降解变成 光、 氧、水降解,根据光所降解的材料的制造方法及制备原理不同,可将光降解型 聚合物材料分为合成型料和添加型。另外还有一种降解是,降解过程中聚合物 分子量逐渐下降,而材料的物性也逐渐降低,以至材料丧失其的可使用性,这 此种降解称为老化降解。材料的老化降解和材料的稳定性有着直接的联系。材 料的老化降解减短了材料的使用时间。目前很多国家的研究者正利用材料的老 化降解性质开发环境友好型塑料【?。 ..可降解塑料的用途 可降解塑料的主要的用途有以下两个方面【:一是用来代替一些普通塑 料,因为普通塑料使用后由于收集处理对环境和生态系统造成危害,如常用的 一次性包装塑料和农用地膜等。二是以可降解塑料代替其他的材料,因为使用 降解塑料在很多领域可以带来方便,如体育用品、卫生用品等。可降解塑料的 问世为人们在保护环境及生态系统具有重大意义。由于可降解塑料自身的性质, 其具有显而易见的优良性能,它的发展及应用有广阔的前景。而可降解塑料的 母料与相应的可降解聚合物熔融共混制备可降解塑料时不需要改变成型加工过 程,实用性很广泛因此研究开发新的可降解塑料母料对可降解塑料的推广应用 有积极其重要的价值【’。 ..聚乙烯醇 聚乙烯醇【,】絮状、片状、或粉末状固体。其是由醋酸乙烯酯经 过聚合醇的醇解得到的,能溶于水,这为微生物及酶等的降解提供了必要的条 件,但不溶于煤油、汽油、植物油、甲苯、苯、等其他的一些有机溶剂,略溶 于二甲基亚砜。它是重要的化工原料,可用于制造耐汽油管道、聚乙烯醇缩醛 和乳化剂、粘合剂等,是目前乙烯基产品中唯一具有完全生物降解性的材料。 聚乙烯醇的性质,其在不经过处理的情况下一般用流延法制膜。由于的 结构与纤维素、淀粉的结构有很多的相似之处,这也为与纤维素、淀粉 共混改善复合材料的性能提供了很大的方便,也为复合材料可完全生物降解提 供了必要的条件。 ..热塑性淀粉与其他可生物降解物质的复合体系 热塑性淀粉与聚乙烯/共混体系【 ,以尿素和甲酰胺为增塑剂 制备的热塑性淀粉具有亲水性,而聚乙烯是非极性高分子,尿素和甲酰胺中的 基团可以和热塑性淀粉相及聚乙烯相都能相互作用,改变存在于两相之间的界 面层,起到增容剂的作用,改善了微观形态,提高两相的相容性,因而提高复合 材料的机械性能【 。 热塑性淀粉与聚己内酯/共混体系【‘,该体系中以甘油和水为增 塑剂制备热塑性淀粉,热塑性淀粉与聚己内酯的复合材料采用的加工方法是挤 塑,体系中当热塑性淀粉与聚己内酯的质量比为/时,复合材料有很稳定的尺 寸,发胀和变型现象也基本消失,聚己内酯的性质可以改变复合材料的熔体流 动性。 ,该体系中采用甘油和尿素为增塑剂 热塑性淀粉与黄麻/共混体系【 分别制备热塑性淀粉,然后再和黄麻共混,制备成/复合膜或/复 合膜,不加入黄麻时尿素热塑性淀粉的拉伸强度高于甘油热塑性淀粉的拉伸强 度,加入黄麻后/复合膜的拉伸强度高于/复合膜的拉伸强度,并 且黄麻的加入增强了尿素热塑性淀粉的耐水性,只是耐水性仍然不高。 热塑性淀粉与纤维共混体系,该体系中采用甘油做增塑剂制备热塑性淀 粉,与溶胀的纤维进行熔融共混制备成复合材料,纤维的加入能明显提高复合 材料的力学性能以及耐水性,此种材料属于可完全生物降解材料。 热塑性淀粉与聚乳酸/共混体系,该体系中主要是通过用不同的 增塑剂制备热塑性淀粉,与聚乳酸共混制备复合膜材料,于九皋等人【 采用水 和甘油为增塑剂再在两个不相容相之间加入相分散剂,一步挤出制各复合材 料,相分散剂能提高熔体热塑性淀粉的流动性能,提高两相的相容性;张清松 等人【】用甘油为改性剂制备热塑性淀粉,然后再分别用聚乙二醇和柠檬酸三丁 酯为增塑剂,制备/复合材料,而结果是柠檬酸三丁酯为增塑剂时能更好的提高热塑性淀粉的分散性,此时/复合材料的耐水性、断裂伸长率 和拉伸强度都有明显提高;黄宇等人【 用甘油、苹果酸为增塑剂制备热塑性淀 粉,再与聚乳酸共混制备复合材料;还有很多研究者【弘 采用不同的增塑剂或 增溶剂制备/复合材料。 热塑性淀粉与聚乙烯醇/共混体系,汪劲波等人【。】采用将淀粉、 甘油和改性的聚乙烯醇粒子按一定比例混合后采用挤出技术挤出造粒,再采用 模压技术制成/复合材料,当聚乙烯醇在复合体系中的质量分数高于 %时,热塑性淀粉相和聚乙烯醇相出现连续状态,复合材料的力学性能改善 许多;朱军峰等人【】采用冰醋酸、醋酸酐、浓硫酸为改性剂制备热塑性淀粉, 然后和质量分数为%的聚乙烯醇混合采用流延法制备成/复合材料, 此复合膜材料具有很好的疏水性和力学性能,土埋天后降解率可达%;张 同心等人【将淀粉和聚乙烯醇按一定比例配好,再加入甲酰胺和己内酰胺进 行 复配,使淀粉具有热塑性,聚乙烯醇具有溶胀性,与纳米二氧化硅按一定比例 熔融共混,制备成//复合材料,此材料的加工性能良好。另外还有 很多研究者采用改变反应条件如提高温度【或换用其他的改性剂。制备 /复合膜材料。 国外等分别用小麦、玉米、大米、马铃薯等淀粉为原料,以 甘油三酯或柠檬酸酯、乳酸酯及亚麻酸酯作增塑剂制备成热塑性淀粉,热塑 性淀粉再与或、等复合成膜,复合材料的抗水性、柔韧性、透 明度都较好。而等将淀粉和醋酸酐【制备成热塑性淀粉后再与混 合制备的的复合材料的降解性能和机械性能都比较好。 由以上的研究可以看出各国的研究者都在为提高淀粉的热塑性作不懈的努 力,通过添加增塑剂或增溶剂,提高热塑性淀粉与其他可降解物质的熔融共 混。 ..可生物降解材料降解性能常见的评价方法 生物降解塑料是否可以作为环境与生态的友好型材料,必须对材料的降解 性、安全性等进行评价研究,很多地方对材料的降解性能的评价方法有所差 异, 但其最终的目的基本相同,都是为了考察材料是否可以推行,如国际上国 际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化组织,美国美国材料实验协会等,归纳 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 起来主要有 以下几种方法:土壤实验,主要是把材料埋于一定深度与湿度的土壤层下,借 助土壤中的微生物进行降解,研究材料降解前后质量、性能等的变化;环境微 生物实验,主要是根据材料中成分的不同,选择一定环境中所含能分解此种材 料较多的微生物进行分解实验或者是通过改变环境中某些条件使微生物的降解 能力达到最好;特定微生物降解实验,主要是选择一些具有特定功能的微生物 进行降解实验;酶解【】实验,主要是根据酶的特异性功能以及酶的高效性特点, 选择不同的酶对不同的材料进行降解。材料评价过程所历经时间不等,一般可 以从几小时到几年。根据不同的实验标准和要求,生物降解性能的评价方法也 有所不同,主要有以下几方面:质量变化,主要是根据实验标准的要求,研究 材料在实验前后质量的变化情况,此种方法会因为实验过程中材料碎片的脱落 而造成质量损失,使实验结果产生偏差,因此不能够精确的反映生物降解的性 能,然而由于其方法简单被越来越多的人所采用;力学性能变化,主要是在降 解实验前利用一定的仪器测定原材料的力学性能以及实验过程中的力学性能, 研究材料力学性能的变化情况,此种方法只是直观上评价了材料的力学性能, 不能精确的反映生物降解的情况;结构变化,主要是借助一定的仪器分析如 一射线衍射.、红外光谱、差示扫描热量仪等手段检 测实验前后材料内部以及表面结构的变化情况,此种方法在材料的初始生物降 解的阶段比较精确有效,但是后期由于降解程度比较强,材料由于破碎而脱落, 再采用此种方法就不能准确的反映材料的内部及表面结构的变化情况;降解产 物的检测,主要是通过一定的方法检测实验过程物质的变化情况,如的排 放量、的消耗量等,此种方法能够直接反映降解过程中代谢产物的有无,但 过程中的中间产物就不被了解,也就不能很清楚反映整个降解过程。一般在实 际的应用过程中根据不同的情况可以将以上几种方法综合起来运用。 .课题研究背景 超微粉碎【 ,”技术是近年来快速发展起的技术,由于其借助于一定的 技术仪器方法可以使物料的粒径到微米甚至纳米级,这项技术已经渗透到医药、 材料、航天、食品等多个领域,超微粉碎技术借助机械力学、原子物理、气流 学等多学科的交汇融合克服物质颗粒中固有的内聚力,使物料达到超细微化的 结构,由于物料结构的变化从而会引起性质的变化。物体由于总体积不变,表 面积剧烈增大,从而使物料的比表面积也剧烈增大,进而改变物料的微观结构 和性质,结构方面,从外由里逐层破坏颗粒的结晶结构,晶格结构受损,以至 于降低物质的结晶度,直到物质成为非晶态;物质的化学键遭到破坏以至于断 裂,产生电子、离子、或不饱和基团,使物质的分子量降低;聚合物由于超微 粉碎空间结构会发生改变。由于微粒聚集较高的内能以及大量新表面的形成使 微粒处于较活跃状态,化学反应更容易进行。超微粉碎还能使热塑性淀粉与其 他可降解性物质形成的片材在热塑性淀粉含量很高的情况下,具有良好的力学 性能和较低的吸水性等,本研究就是在运用这项技术的前提下制备成双改性热 塑性玉米淀粉,并且研究这种双改性热塑性淀粉的性能。 玉米资源在我国很丰富,很多地区只是采用很简单的加工方式使其成为牲 畜等的饲料,造成资源的浪费,近年来很多研究者因其物美价廉把这种资源应 用到很多领域,玉米淀粉分子中含有很多刚性结构,分子性质是极性的结晶分 子,呈现出球晶形态【。天然的玉米淀粉在加热时不能塑化,难以加工成有用 的制品【引。使用一定的增塑剂在一定的条件下可以使其具有一定的热塑性,改 善玉米淀粉热塑性的方法主要是用塑化剂对其进行处理和用化学方法制备成淀 粉衍生物,使羟基被其他基团取代,减弱淀粉分子间以及链间的作用力,使大 分子能够在较低温度下运动,从而达到降低玻璃化温度的目的【 ,以利于其的 进一步开发应用。由于聚乙烯醇具有可完全被生物降解的性质,土壤中的微生 物可以把其完全分解【 ,且聚乙烯醇的结构与淀粉的结构有一定的相像之处 哺?。在淀粉类复合材料中,淀粉/的复合材料膜具有可完全生物降解的性 能峭。本研究以玉米淀粉为原料,通过机械力与柠檬酸、甘油的双改性制备成 双改性热塑性玉米淀粉,利用双改性热塑性玉米淀粉与聚乙烯醇复合成膜,制 备成污染少、可生物降解的塑料薄膜,本材料的制备具有制造工艺简单,能耗 低等优点。 .所选课题的目的、意义及主要研究内容 ..所选课题的目的、意义 研究目的是开发可生物降解的淀粉塑料,本课题中利用机械力与柠檬酸、 甘油的共同作用制备出一种新型的,具有部分酯化特性的,低分子量的双改性 热塑性玉米淀粉以及将双改性热塑性玉米淀粉与聚乙烯醇混熔制备成复合膜。 意义:原淀粉由于本身的性质加工能力差。热塑性淀粉是在有增塑剂存在 的特定条件下使淀粉颗粒破坏而获得,因此加入增塑剂,在热和剪切力的作用 下可破坏分子间大量氢键,从而破坏原淀粉中的结晶,使其变为具备一定加工 性能的热塑性淀粉。多元醇是使用最广泛的塑化剂,如甘油、乙二醇,山 梨醇和糖,其中甘油是最常用的增塑剂。柠檬酸是营养无毒无害的增塑剂,它 与淀粉酯化生成的产物具有抗性作用,可以抵抗酶的降解,并且能够增加人体 所需的膳食纤维,所以广泛地应用于食品行业中。与甘油相比,柠檬酸上的羧 基能和淀粉分子上的羟基形成较强的氢键,从而提高耐老化能力。羧基不仅改 变了材料的性质,而且还可通过转接和交联等其他方式提供替在的活力点,形 成的酯基可增强热塑性淀粉与其他生物降解物质的相容性。 ..课题的主要研究内容 本课题在国内外研究所做的变性淀粉研究的基础上,以玉米淀粉为原 料,利用超微粉碎技术,以柠檬酸和甘油为改性剂,通过改变反应时间、反应 温度、反应物中柠檬酸和甘油的量,研究各因素和反应产物的取代度之间的关 系,并与相同条件下未经过超微粉碎的玉米淀粉进行比较,最后确定出制备热 塑性淀粉的最佳工艺条件,并对热塑性淀粉进行全面的性质研究和结构表征。将原淀粉,单改性热塑性以及双改性热塑性淀粉分别与相同质量分数 的聚乙烯醇溶液进行共混,采用流延成膜技术制备出复合塑料材料,通过对复 合塑料中成分不同时进行机械性能、耐水性、生物降解性、扫描电镜等实验, 制备出机械性能比较强,抗水性比较好的生物降解型塑料。第二章 机械力与柠檬酸双改性热塑性玉米淀粉的制备及其性 能研究 本章所采用的原料是玉米淀粉,通过超微粉碎这种机械力与柠檬酸、甘油 为改性剂的共同作用,改变玉米淀粉的颗粒大小,破坏其分子内和分子间的作 用力,使其结晶结构遭到破坏,使原玉米淀粉成为可热塑性加工的热塑性玉米 淀粉,目前大多数研究者、专家制备热塑性淀粉是通过添加不同的改性剂【】, 本文尝试通过机械力和改性剂对玉米淀粉的双重作用,制备出热塑性玉米淀 粉 并研究其的性能,为其是否可具有进一步开发研究作准备。 .材料与设备 ..材料与试剂 玉米淀粉 山东临沂淀粉厂 甘油 上海强顺化学试剂有限公司 柠檬酸 天津市博迪化工有限公司 氢氧化钠 上海振企化学试剂有限公司 盐酸 上海振企化学试剂有限公司 酚酞 上海三爱思试剂有限公司 ..仪器与设备 分析天平 上海天平仪器厂 .型恒温水浴锅 江苏国胜实验仪器厂 增力电动搅拌器 江苏国胜实验仪器厂 电子调温电热套 江苏国胜实验仪器厂 。 超微粉碎机 弘荃机械企业 .旋转式粘度计 上海精密仪器有限公司 儿一激光粒度仪 成都精科测试设备厂 .型电热真空干燥箱 上海实验室仪器厂有限公司 红外衍射仪 日本分光株式会社 。型示差扫描量热仪 瑞士公司 //型衍射仪 日本理学制造 .实验方法 ..原玉米淀粉的超微粉碎处理 取稍量的原玉米淀粉放入粒度槽中,通过儿. 型激光粒度仪读出原玉米淀粉 颗粒的的平均直径为.,将原玉米淀粉放入.型 超微粉碎机中,安装好仪器进行超微粉碎,测定经超微粉碎后的玉米淀粉的 平 均直径是.。 ..热塑性淀粉的制备 将原玉米淀粉以及经过超微粉碎的玉米淀粉,分别添加蒸馏水调成含水为 %湿重,质量比的玉米淀粉。将柠檬酸、甘油分别与玉米淀粉按一定 的比例进行混合,然后通过增力电动搅拌器/搅拌.,密封放置 。将混合物放入三口烧瓶中通过电子调温电热套进行加热反应一定的时间, 此过程中需边加热边搅拌,将反应物通过蒸馏水冲洗两次,洗去未反应的物 质。 洗后的物质通过真空干燥器进行干燥,研碎后备用。实验的初始条件为:反应 时间为,反应温度为 。,柠檬酸质量比为.,甘油质量比为., 取代度指淀粉中的.葡萄糖单元上具有一定活性的羟基被醚基或其他基 团所取代的程度,取代度的大小可以反应淀粉热塑性的程度。 ..热塑性淀粉制备工艺优化 ...反应时间对热塑性淀粉取代度的影响 固定反应温度 。、含水%玉米淀粉:柠檬酸:甘油:.:.,考 察反应时间分别为、、、、 时时间对单改性、 双改性热塑性玉米淀粉取代度的影响,实验步骤如..中制备方法。 ...反应温度对热塑性淀粉取代度的影响 固定反应时问、含水%玉米淀粉:柠檬酸:甘油:.:.,考 察反应温度分别为?、?、。、。、。时温度对单改性、双改 性热塑性玉米淀粉取代度的影响,实验步骤如..中制备方法。 ...柠檬酸用量对热塑性淀粉取代度的影响 固定反应时间、反应温度 ?、含水%玉米淀粉:甘油:., 考察柠檬酸质量比分别为.、.、.、.、.时柠檬酸的量对单改性、双 改性热塑性玉米淀粉取代度的影响,实验步骤如..中制备方法。 ...甘油用量热塑性淀粉取代度的影响 固定反应时间、反应温度。、含水%玉米淀粉:柠檬酸: .,考察甘油质量比分别为.、.、.、.、.时甘油的量对单改性、双 改性热塑性玉米淀粉取代度的影响,实验步骤如..中制备方法。 ...正交实验 为了进一步确定制备热塑性淀粉的较佳工艺条件,根据以上单因素实验, 综合各因素之间的作用,以取代度为评价指标,选择合适的正交表,确 定制备热塑性淀粉的较佳工艺条件。 ..热塑性淀粉性状及结构表征 ...热塑性淀粉取代度的测定【】 本实验中热塑性淀粉取代度来测定采用碱滴定法,酚酞作指示剂。 ...热塑性淀粉的红外光谱测定 本实验中热塑性淀粉的红外光谱测定采用的是压片法:将两种热塑性 玉米淀粉中的有机酸用%/乙醇溶液完全洗净,经真空干燥箱烘干。分别 取大约样品与两份均为约干燥的粉末加入到玛瑙研钵中,在 红外灯照射下研磨,使样品与粉末充分混合。将研磨混合好的粉末在 一定压力下进行压片,将压片置于红外光谱仪中进行扫描扫描范围:一 ‘,制成红外光谱图。 ...热塑性淀粉的透光率测定 分别称取单改性、双改性玉米淀粉干燥样加入到盛有水的烧杯 中,混合成.%的乳浊液,分别在沸水浴中加热分钟,过程中不断搅拌, 使样品充分糊化,冷却至室温,蒸馏水为空白对照,在处测定样品透光 率。分别将样品静置不同时间后测其透光率,每个样品做三次平行实验,取其 平均值。 ...热塑性淀粉的粘度测定 分别称取单改性淀粉、双改性玉米淀粉干燥样品,加入蒸馏水 中,配制成质量分数为%的淀粉乳,充分搅拌混合均匀后,加热到?,持 续至样品完全糊化,冷却至?,用型旋转式粘度计测定粘度。 ...热塑性淀粉的.衍射测定【 采用//型衍射仪分别对单改性淀粉、双改性淀粉 进行.衍射实验,分析比较它们结晶度的变化情况,辐射源,管压与管 流分别为为和,扫描范围为,扫描速度为/。 ...热塑性淀粉的差示扫描量热测定 先通过实验估计单改性和双改性淀粉的分解温度,然后使用。 型示差扫描量热仪测其图谱,对改性淀粉的稳定性进行定性分析,升温速 率为?/,通,升温范围为?.?。 .结果与分析 ..热塑性淀粉生产工艺的优化 ...反应时间对热塑性淀粉取代度的影响 固定反应温度 ?、含水%玉米淀粉:柠檬酸:甘油:.:.,考 察反应时间对单改性、双改性热塑性玉米淀粉取代度的影响,结果如图.所 示。曼? 答 蜊 吒.时间/ 图.反应时间对取代度的影响.? 由图.可知,反应时间对单改性、双改性热塑性淀粉取代度的影响趋势 相同,在反应时间到之间,在之前取代度随着反应时间 的增加而增加,在之后,取代度随着反应时间的增加反而减少。整个过 程中双改性热塑性淀粉的取代度均比单改性的大,可能是由于经过超微粉碎 后 的玉米淀粉中发生取代反应的基团比原淀粉中的多,鉴于以上取代度的变化 情 况,反应时间取比较合理。 ...反应温度对热塑性淀粉取代度的影响 固定反应时间,含水%玉米淀粉:柠檬酸:甘油:.:.,考 察温度对单改性、双改性热塑性玉米淀粉取代度的影响,结果如图.所示。 . ,、. ? 。. 赵 ? 盛. 温度/? 图?反应温度对取代度的影响 .由图.可知,反应温度对对单改性、双改性热塑性淀粉取代度的影响趋势 均为先上升后下降。这是因为在. 。范围内适当的提高反应温度会有利于 反应的进行,但是当温度高于。后,由于温度过高会导致反应产物发生裂解, 故最佳反应时间为?。 ...柠檬酸用量对热塑性取代度的影响 固定反应温度 ?、应时间、含水%米淀粉:甘油:., 考察柠檬酸用量对单改性、双改性热塑性玉米淀粉取代度的影响,结果如图. 所示。 . . ?谜芒蚤 . . . . . . . 柠檬酸质量比/ 图.柠檬酸用量对取代度的影响 .? 由图.可知,柠檬酸用量对单改性、双改性热塑性淀粉取代度的影响是在 质量比...之间呈现先增大后减小趋势。这是因为在..之间增加柠檬酸 的量能增加淀粉中羟基与其接触反应的机会,但是当质量比大于.时,过多的 柠檬酸反而会增加分子之间的距离,阻碍羟基与其发生取代反应,故最佳柠 檬 酸用量的质量比为.。 ...甘油用量对热塑性淀粉取代度的影响 固定反应温度?、反应时间、含水%的玉米淀粉:柠檬酸: .,考察甘油用量对单改性、双改性热塑性玉米淀粉取代度的影响,结果如图 .所示。 ,、 ? 蜊 盛 . . . . . . . 甘油质量比/ 图.甘油用量对取代度的影响.? 由图.可知,在甘油质量比...之间,甘油用量对单改性、双改性热 塑性淀粉取代度的影响是先增大后减小的趋势。这是因为在甘油质量比为 ..时,增加甘油的量可以使淀粉分子链的活性得到提高,促进取代反应进 行,质量比大于.时,过量的甘油会阻碍取代反应的进行,所以最佳甘油用 量的质量比为.。 ...反应时间、温度、柠檬酸用量、甘油用量对单、双改性热塑性淀粉取代 度的影响的正交实验 通过以上的单因素实验结果,选择合适的反应时间、反应温度、柠檬酸用 量和甘油用量四个条件作正交实验,分别取三个水平,按进行正交实验, 实验方案如表?所示,实验结果如表.和表.所示。 表?因素水平表 表.单改性淀粉正交实验结果与分析 ? 由上表极差分析可知,四个因素的主次关系为柠檬酸质量比甘油质 量比反应温度么,反应时间,最佳组合为。而评价指标显示号 组合彳,晚的最大为.。因此需进行验证实验,实验结果得到彳 的值为.,高于号组。故确定彳归为最佳组合,即反应时 间:,反应温度:?,含水%淀粉:柠檬酸质量:甘油质量:.:., 此条件下制备的单改性热塑性淀粉的取代度为.。 表.双改性淀粉正交实验结果与