天然高分子復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、如今，全球每年生產(chǎn)超過2億噸塑料供人們消費(fèi)。合成高分子材料以其優(yōu)良的耐久性、抗介質(zhì)性、高強(qiáng)度及易于加工等優(yōu)良性能而成為工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中不可缺少的部分。但是隨著高分子化工的主要原料石油、煤炭等化石資源的日益枯竭，導(dǎo)致石油煤炭價(jià)格飛漲，而且傳統(tǒng)的非降解型高分子材料廢棄物日益增多，造成極大的環(huán)境污染，因此人們將目光轉(zhuǎn)向可生物降解、環(huán)境友好的高分子材料的研究和開發(fā)。 天然高分子，如纖維素、淀粉、甲殼素、蛋白質(zhì)、天然橡膠及各種多糖是地

2、球上取之不盡、用之不竭的可再生資源，而且它們具有多種結(jié)構(gòu)和功能基團(tuán)，易于化學(xué)和物理改性，同時(shí)具有生物可降解性、生物相容性及安全性等特點(diǎn)。為此，世界發(fā)達(dá)國家都把眼光投向可再生資源——天然高分子的研究與開發(fā)。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 1．用甘油增塑的淀粉和魔芋制備了一系列復(fù)合膜。樣品的FT—IR，XRD和SEM表明淀粉和魔芋相互作用，形成很強(qiáng)的氫鍵作用，而使得它們有很好的相容性。隨著魔芋在復(fù)合膜中含量的增加，淀粉的結(jié)晶熔融溫度

3、(Tm)降低。在甘油含量為10％時(shí)，同純淀粉膜相比，當(dāng)魔芋含量從0％增加到70.0％，復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度從7.4 MPa增加到68.1 MPa。值得注意的是，所有復(fù)合膜的斷裂伸長率都比純淀粉的高，在甘油含量為20％，魔芋含量為70.0％時(shí)，樣品的斷裂伸長率達(dá)到最大值59.0％。吸濕結(jié)果表明，魔芋的存在，增加了復(fù)合膜的吸濕性能。復(fù)合膜性能的改進(jìn)，可能是淀粉和魔芋之間產(chǎn)生的協(xié)同作用和氫鍵作用所導(dǎo)致的。綜上所述，作為潛在的應(yīng)用性，淀粉魔芋復(fù)合膜

4、可以作為可食膜和可降解包裝材料。 2．熱塑性淀粉經(jīng)過水熱處理后，其結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，粘度、XRD、DSC和SEM分析結(jié)果表明：水熱處理能有效的改變淀粉的微結(jié)構(gòu)；能有效阻止熱塑性淀粉材料在干燥過程中的回生和重結(jié)晶；同時(shí)能降低淀粉的玻璃化溫度Tg。力學(xué)性能測試表明，溫度為110℃下水熱處理過的淀粉膜(甘油含量為30.0％)的拉伸強(qiáng)度為11.78 MPa，斷裂伸長率為27.24％，與相同甘油含量不用水熱處理的淀粉膜相比，拉伸強(qiáng)度提

5、高了5.75 MPa，斷裂伸長率提高了3.32％，表明水熱處理后淀粉結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致淀粉膜力學(xué)性能的改變，為熱塑性淀粉材料工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。 3．淀粉被酸性高錳酸鉀氧化得到氧化淀粉作為基體聚合物，以甘油為增塑劑與殼聚糖共混，制的生物可降解復(fù)合材料。樣品的FT—IR，XRD和SEM分析結(jié)果表明氧化淀粉和殼聚糖相互作用，形成很強(qiáng)的氫鍵作用，而使得它們有很好的相容性。與淀粉/殼聚糖共混膜相比，氧化淀粉

6、/殼聚糖共混膜的拉伸強(qiáng)度得到了一定的提高，特別是當(dāng)殼聚糖含量低于30 wt％時(shí)，隨著殼聚糖在復(fù)合膜中的含量增加，拉伸強(qiáng)度由8.15 MPa增加到11.02 MPa。表明淀粉通過氧化引入的羧基和殼聚糖的氨基產(chǎn)生靜電作用，使得他們的復(fù)合材料的力學(xué)性能得到提高。 4．淀粉被硫酸水解得到納米淀粉晶須作為增強(qiáng)劑，以甘油為增塑劑、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)為分散劑，制得殼聚糖生物可降解納米復(fù)合材料。樣品的FT—IR，XRD和SEM分析結(jié)果