淀粉在高分子材料中的应用研究进展
淀粉在高分子材料中的应用研究进
展
淀粉是一种天然生物高分子材料，广泛存在于植物中，是植物的重要能量储备物质。在加工过程中，淀粉可以被改性，成为一种功能性高分子材料。由于淀粉具有生物可降解性、可再生性以及低毒性等特点，近年来逐渐成为研究的热点之一。本文将对近年来淀粉在高分子材料中的应用研究进展进行总结和阐述。
一、淀粉改性
淀粉作为生物高分子材料，其应用受到淀粉自身性质的限制，如水溶性差，缺乏力学性能等。因此，为了拓展淀粉在高分子材料中的应用范围，必须对其进行改性。淀粉改性的方法主要包括物理改性、化学改性和生物改性等。
1. 物理改性
物理改性是一种不改变淀粉分子结构的改性方法，主要通过机械方法和冲击方法等加工工艺，改善淀粉的物理性质。通过加工方法，能使淀粉成为胶状物质或发生凝胶化、透明化、黏滞度增大，提高淀粉的加工性能。常见的物理改性方法包括高温处理、干燥、破碎、磨粉等。
2. 化学改性
化学改性是通过改变淀粉的分子结构来改善其性质的一种方法。在淀粉分子中引入一些化学基团来改变淀粉的溶解性、黏度、糊化性以及热稳定性等性质。常见的化学改性方法包括酯化、醚化、交联、羧甲基化、磷酸化等。
3. 生物改性
生物改性是利用微生物酶、细胞培养等方法，通过非高温、非高压、非有毒的手段对淀粉进行改性。这种改性方法不会改变淀粉的化学结构，对人体无毒害，属于一种生态友好型材料。目前，利用微生物酶对淀粉进行的改性有微生物发酵法、微生物芽胞粉含氮酶法、微生物淀粉酶法等。
二、淀粉在高分子材料中的应用
淀粉因其生物可降解、可再生等特性，在高分子材料中的应用愈发广泛。应用领域包括食品包装、医药方面、环境保护等。
1. 食品包装材料
食品包装材料中淀粉的应用，主要是替代传统塑料为食品包装材料，具有可生物降解、环保、可再生等优点。同时，棉花包装材料还具有可降解性，保障了人们的生态环境，还能回收利用作为农用肥料。目前国内外已有淀粉塑料袋用于超市购物袋、垃圾袋、餐具等。
2. 医药方面的应用
医药领域中的淀粉应用是指生物医用高分子材料。淀粉在药品缓释、纳米载体技术等方面的应用已经逐渐得到了实际应
用和开发，为药品的缓释和吸附提供了方便。同时，淀粉还可以被用作透明药膜、药颗粒、胶囊等制剂，具有生物相容性，低毒性。
3. 环境保护领域
在环保领域中，淀粉也具有重要的应用。包括可生物降解的淀粉塑料袋、环保型泡沫塑料等。可以将环境污染获得有效的缓解，实现达到可持续发展。
三、未来展望
淀粉在高分子材料领域中比较广泛的应用跨越了包括食品、医药和环保等应用领域。未来，随着生活水平提高和环境污染情况的加剧，淀粉或将成为可持续发展，既满足人们基本需求，又对环境生态展现出发展优越性的生物高分子材料。对于淀粉，在以后的研究中，应该加强改性与研发岗位的联动，创新技术、更新产品，并扩展淀粉在高分子材料中的新应用领域。
淀粉类高吸水树脂的研究进展
淀粉类高吸水性树脂的研究进展 [摘要] 由于淀粉广泛存在于生物界, 原料来源广泛, 种类多, 产量丰富, 特别是我国农业产品资源极为丰富, 而且它在生物降解和原料的再生性方面具有其他类树脂不可比拟的优越性。因此研究和开发淀粉类高吸水性树脂有重要意义[1]。本文主要从淀粉类高吸水性树脂的分类、制备方法、作用机理及其应用范围作了综述。 [关键词] 淀粉；高吸水性树脂；应用；制备；机理 1 淀粉类高吸水性树脂的分类 淀粉类高吸水性树脂，是指淀粉与乙烯基单体在引发剂作用下或经辐射制得的吸水性淀粉接枝共聚树脂。根据交联反应的类型，可把高吸水保水材料分为四类:用交联剂交联在材料体内形成网络结构;通过反应物的自交联形成网络结构;采用高能射线辐照使反应物交联形成网络结构;水溶性聚合物导入疏水基或形成结晶度较高的聚合物使之不溶于水。按照亲水性基团分类，可将高吸水保水材料分为非离子系(如轻基类、酞胺基类等);阴离子系(如梭酸类、磺酸类、磷酸类等);阳离子系(如叔胺类、季钱类等);两性离子系(如按酸一季按类、磺酸一叔胺类等):多基团类(如梭酸一轻基类、梭酸基一酞胺基-经基类、磺酸基一竣酸基类等)。 按原料来源主要分为：淀粉系，纤维素系及合成树脂系。其中淀粉类高吸水性树脂包括淀粉接枝、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐等[2]，而其中目前使用较为广泛的是淀粉与单体接枝共聚类高吸水性树脂，包括：淀粉接枝丙烯腈、淀粉接枝丙烯酸、淀粉接枝丙烯酰胺、淀粉接枝丙烯酸酯、淀粉与多个单体多元接枝共聚等等。 2 淀粉类高吸水性树脂的制备方法 2.1 淀粉接枝丙烯酸类高吸水性树脂 淀粉接枝丙烯酸类高吸水性树脂由于接枝物本身含强亲水性竣基,因此,在工艺上省去了碱皂化水解。现在多采用先碱中和,再接枝共聚路线。在一定范围内,吸水倍率随中和度的增大而升高。而且单体丙烯酸、甲基丙烯酸等的毒性比丙烯腈低很多，可以简化洗涤工序。淀粉接枝丙烯酸类高吸水性树脂制备工艺过程如图1。 图1 淀粉接枝丙烯酸类高吸水性树脂制备工艺过程 钟振声等[3]以马铃薯淀粉为原料, 丙烯酸为接枝单体, 过硫酸钾为引发剂, 三氯化铝为交联剂,在反应温度65℃, 引发剂3mL , 交联剂2mL ,m (淀粉) : m (丙烯酸) = 1:6 , 丙烯酸中和度70 % 时, 合成了淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂，吸水倍数达到1440g/g。 韩灵翠等[4]将二氧化硅溶解于一定浓度的氢氧化钠溶液制得硅酸钠以硅酸钠作为交联剂，合成了淀粉接枝丙烯酸高吸水性树脂，并得出在丙烯酸中和度为80%，交联剂用量为淀粉的0.3%，反应温度为60℃，反应时间3~4h，平均吸水率可达到340%~366%。 2.2 淀粉接枝丙烯腈类高吸水性树脂 淀粉接枝丙烯腈及α-甲基丙烯腈符合接枝共聚的基本原理，可用负离子催化剂使淀粉进行离子 型接枝共聚，也可进行自由基型接枝共聚。目前制备吸水性树脂常采用自由基型接枝共聚。由于淀粉
改性淀粉的研究进展及其应用综述
改性淀粉的研究进展及其应用综述 李月丰 （湖南农业大学食品科技学院，湖南长沙410128） 摘要：本文综述了改性淀粉的主要特点，阐述了改性淀粉在各领域的应用研究，展望了改性淀粉的发展前景。 关键词：改性淀粉；应用；研究进展 0、前言 淀粉是天然高分子聚合物，是自然界来源最丰富的一种可再生物质，可降解，不会对环境造成污染。由直链淀粉和支链淀粉两部分组成，其水解的终产物为葡萄糖。 改性淀粉以天然淀粉为原料经过特定的化学方法、物理方法、酶处理法, 改良其原有性能的淀粉, 被广泛应用于食品、医药、皮革、铸造、造纸、纺织、水处理等行业。 1、改性淀粉在不同领域中的应用 1.1、在食品行业的应用 改性淀粉由于耐热、耐酸，具有良好的黏着性、稳定性、凝胶性和淀粉糊的透明度，较好的弥补和改善普通淀粉的不足，在食品行业有着广泛的用途。交联淀粉广泛应用于食品的增稠剂中, 尤其是需要粘度稳定性很好的浓溶液中。低交联度的淀粉可以在水果馅饼中用作填充料，加入罐头中可使其耐灭菌处理。酸法变性淀粉则大大提高了淀粉的凝胶性，用于果冻、夹心饼、软糖的生产。淀粉衍生物醋酸淀粉酯在食品工业中用作耐酸粘合剂。Hung, P. V. 和Morita, N.(2004)研究还表明[1-2]:交联键能加强淀粉颗粒之间的结合作用, 使之较稳定存在, 从而糊液有较好的流动性。李文钊等[3]将一种T0098 预糊化淀粉应用在面包中,可延缓老化, 使烘焙制品保持柔软蓬松, 延长保存期。王玉田等人［4］将玉米改性淀粉应用于灌肠制品中，发现灌肠制品在弹性、气味、滋味和组织状态及贮藏方面均有很大改善，并具有较高的成品率和经济效益。 1.2、在水处理中的应用 改性淀粉作为一种很有发展前途的新型水处理剂，已经得到越来越多的重
最新改性淀粉胶粘剂的研究与应用
改性淀粉胶粘剂的研究与应用 淀粉胶粘剂具有原料来源丰富、价格低廉、可降解等优点,可广泛应用于瓦楞纸板包装箱、纤维板、建筑等领域。但是,未改性的淀粉胶粘剂流动性差,施胶困难,且耐水性差,潮湿环境下容易吸潮开胶等缺陷,限制了淀粉胶粘剂的进一步应用。因此,对淀粉胶粘剂进行改性,可以扩大其应用领域。 淀粉是一种多糖类天然高分子化合物,分子链上有大量亲水性强的羟基基团。在淀粉分子链的亲水性及氢键作用下,淀粉胶粘剂的粘度大,耐水性差。近年来,用化学交联方法提高淀粉耐水性的研究已有报导,但是,交联改性在提高淀粉胶粘剂耐水性的同时,体系粘度也相应增大,难以在高速瓦楞纸板生产线上应用。笔者用过硫酸铵(APS)对玉米淀粉进行部分氧化降解,通过减小淀粉分子链长度,解决胶粘剂的粘度大、流动性差等问题。在氧化降解淀粉的基础上,用官能度大的三聚氰胺甲醛(MF)作为交联剂,与淀粉分子链的羟基反应,制得了耐水性和流动性均好,具有网状分子结构的氧化交联改性淀粉胶粘剂。此外,还通过SEM和X-ray测试,研究了改性对淀粉颗粒微观结构和结晶度的影响。 1实验 1.1原料 原料:玉米淀粉,工业级,合肥雪公胶粘剂科技有限责任公司;过硫酸铵,分析纯,上海国药集团化学试剂有限公司;三聚氰胺,化学纯,上海化学试剂公司;30%甲醛水溶液,分析纯,宜兴市辉煌化学试剂厂;氢氧化钠,分析纯,广东汕头西陇化工厂;氯化铵,分析纯,柳州化工股份公司。 1.2仪器与设备 主要仪器与设备:NDJ-79型旋转粘度计,同济大学机电厂;Spectrum100傅里叶红外光谱仪,美国PE公司;D/max-RA型旋转阳极X射线衍射仪,日本Rigaku公司;JSM-6490LV型扫描电子显微镜,日本Jeol公司。 1.3方法 采用简单的一锅法合成工艺,通过氧化和交联二步反应过程,制得氧化交联改性淀粉胶粘剂。在500mL配有搅拌器和温度计的三口烧瓶中加入玉米淀粉和水,开启搅拌,加入过硫酸铵,升温至65℃,保温反应0.5 h,得到相对分子质量较小的氧化淀粉。在氧化淀粉液中,加入30%甲醛水溶液和三聚氰胺(甲醛与三聚氰胺物质的量比为6∶1),实时测定体系pH 值,用2%(质量分数)氢氧化钠水溶液保持反应物pH值为8.0~9.0,继续保温反应2 h。氧化交联反应结束后,将改性淀粉升温至90℃糊化0.5 h,降至室温,得到固含量约25%,外观呈半透明浅黄色的淀粉胶粘剂。 1.4测试与表征 1) 淀粉胶粘剂耐水性能的测试。改性淀粉胶粘剂中加入1.0%氯化铵固化剂(以淀粉质量计,下同),手工涂胶粘合2片5 cm×5 cm瓦楞纸,40℃烘箱鼓风干燥10 min,室温放置1 d后待用。瓦楞纸片在25℃水中浸泡至自动脱落的时间为耐水时间。 2) 淀粉胶流动性能的测定。25℃下,用NDJ-79型旋转粘度计测定粘度。 3) 淀粉胶的FT-IR表征。胶粘剂烘干至恒重,研磨成细粉,KBr压片制样,用傅里叶红外光谱仪进行表征。 4) X射线衍射(X-ray)。在样品槽内将淀粉粉末压实、压平,用D/max-RA型旋转阳极X射线衍射仪扫描;测试条件,Cu2Kα射线,Ni滤波,狭缝系统为DS/RS/SS = 1°/0.16 mm/1°。管压36 kV,管流20mA。扫描速度4 (°)/min ,采样步宽0.02°,扫描方式为连续,重复次数1。
改性淀粉水处理絮凝剂的研究进展文献综述【文献综述】
毕业论文文献综述 化学工程与工艺 改性淀粉水处理絮凝剂的研究进展 一、前言部分 近年来, 合成有机高分子絮凝剂由于具有相对分子质量大、分子链官能团多的结构特点, 在市场占绝对优势。但随着石油产品价格不断上涨, 其使用成本也相应增加, 并且合成类有机高分子絮凝剂由于残留单体的毒性, 也限制了其在水处理方面的应用。20 世纪70 年代以来, 美、英、日和印度等国结合本国天然高分子资源, 开展了化学改性有机高分子絮凝剂的研制工作。经改性后的天然高分子絮凝剂与合成有机高分子絮凝剂相比, 具有选择性大、无毒、价廉等显著特点。在众多天然改性高分子絮凝剂中, 淀粉改性絮凝剂的研究、开发尤为引人注目。因为淀粉来源广,价格低廉, 并且产物完全可被生物降解, 因此, 进入20 世纪80 年代以来, 改性淀粉絮凝剂的研制开发呈现出明显的增长势头, 美、日、英等国家在废水处理中已开始使用淀粉衍生物絮凝剂, 近几年, 我国研究淀粉衍生物作为水处理絮凝剂也已取得了较大的进展。 二、主题部分 改性淀粉的制备及在水处理中的应用 1糊精 淀粉的水解产物———糊精的相对分子质量为800～79000,可用作絮凝剂和抑制剂。在浮选金矿时,加入糊精可以降低矿物的可浮性。在煤和焦油砂等矿藏开采时,糊精作为絮凝剂可使淤泥沉积下来。 2丙烯酰胺接枝淀粉 乙烯基单体与淀粉的接枝共聚反应是淀粉改性制备生物可降解高分子材料的重要途径之一。近年来,国内化学家在此领域也取得了一些进展。常文越等[1]研究了在高锰酸钾/草酸引发体系下,淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚合反应,并将该接枝共聚物作为絮凝剂用于城市污水、造纸污水等的絮凝实验中,实验结果表明,其CODCr去除率均略高于聚丙烯酰胺(300万)产品。刘全校等[ 2 ]研究了淀粉接枝聚丙烯酰胺作为絮凝剂对漂白废水进行处理,通过实验比较了淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝剂与其他絮凝剂对漂白废水的絮凝效果,确定了淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝剂和明矾[Al2 ( SO4 ) 3 ]配合使用的合适比例。郑第研究了阳离子淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应制备阳离子型絮凝剂的工艺,并以油脂废水为实
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淀粉在高分子材料中的应用研究进 展 淀粉是一种天然生物高分子材料，广泛存在于植物中，是植物的重要能量储备物质。在加工过程中，淀粉可以被改性，成为一种功能性高分子材料。由于淀粉具有生物可降解性、可再生性以及低毒性等特点，近年来逐渐成为研究的热点之一。本文将对近年来淀粉在高分子材料中的应用研究进展进行总结和阐述。 一、淀粉改性 淀粉作为生物高分子材料，其应用受到淀粉自身性质的限制，如水溶性差，缺乏力学性能等。因此，为了拓展淀粉在高分子材料中的应用范围，必须对其进行改性。淀粉改性的方法主要包括物理改性、化学改性和生物改性等。 1. 物理改性 物理改性是一种不改变淀粉分子结构的改性方法，主要通过机械方法和冲击方法等加工工艺，改善淀粉的物理性质。通过加工方法，能使淀粉成为胶状物质或发生凝胶化、透明化、黏滞度增大，提高淀粉的加工性能。常见的物理改性方法包括高温处理、干燥、破碎、磨粉等。 2. 化学改性
化学改性是通过改变淀粉的分子结构来改善其性质的一种方法。在淀粉分子中引入一些化学基团来改变淀粉的溶解性、黏度、糊化性以及热稳定性等性质。常见的化学改性方法包括酯化、醚化、交联、羧甲基化、磷酸化等。 3. 生物改性 生物改性是利用微生物酶、细胞培养等方法，通过非高温、非高压、非有毒的手段对淀粉进行改性。这种改性方法不会改变淀粉的化学结构，对人体无毒害，属于一种生态友好型材料。目前，利用微生物酶对淀粉进行的改性有微生物发酵法、微生物芽胞粉含氮酶法、微生物淀粉酶法等。 二、淀粉在高分子材料中的应用 淀粉因其生物可降解、可再生等特性，在高分子材料中的应用愈发广泛。应用领域包括食品包装、医药方面、环境保护等。 1. 食品包装材料 食品包装材料中淀粉的应用，主要是替代传统塑料为食品包装材料，具有可生物降解、环保、可再生等优点。同时，棉花包装材料还具有可降解性，保障了人们的生态环境，还能回收利用作为农用肥料。目前国内外已有淀粉塑料袋用于超市购物袋、垃圾袋、餐具等。 2. 医药方面的应用 医药领域中的淀粉应用是指生物医用高分子材料。淀粉在药品缓释、纳米载体技术等方面的应用已经逐渐得到了实际应
淀粉类胶黏剂普遍存在的问题及化学改性进展
淀粉类胶黏剂普遍存在的问题及化学改性进展 淀粉具有可降解、价格低廉、来源广泛等优点，在胶黏剂领域得到了广泛的应用。但是在实际使用过程中，淀粉类胶黏剂存在力学性能差、耐水性差等问题，需要采用化学方法对淀粉类胶黏剂进行改性。本文首先对淀粉类胶黏剂普遍存在的问题进行了分析，然后对淀粉类胶黏剂化学改性进展进行了探讨。 标签：淀粉类胶黏剂；存在问题；化学改性进展 淀粉是一种价格非常低廉的天然高分子原料，如果直接使用淀粉作为胶黏剂其渗透性、流动性和力学性能比较差，为了提升淀粉类胶黏剂的黏度和溶解度，需要使用化学方法对淀粉进行改性。在淀粉分子含有活性基羟基和糖苷键，可以和很多物质产生化学反应，其中酯化、氧化、接枝、交联是最常用的几种化学改性方法，下文对这几种化学改性进展情况进行了详细的分析。 1 淀粉类胶黏剂的优点 淀粉类胶黏剂主要具有下述几个方面的优点：①淀粉类胶黏剂具有取材方便、价格低廉、无异味、可再生等优点；②由于淀粉类胶黏剂中含有非常多的羥基，因此可以和很多物质产生化学反应。 在实际应用时，如果单纯使用淀粉类胶黏剂进行黏结，胶结强度和胶黏剂的耐水性均无法满足设计要求。为了保证淀粉类胶黏剂的性能可以达到使用要求，需要采用化学改性的方法对淀粉类胶黏剂进行改性。 2 淀粉基胶黏剂粘结的基本原理 淀粉类胶黏剂的粘结力主要表现为分子中羟基氢键的结合力，见图1。组成淀粉链状大分子中的各个葡萄糖单元的C2、C3、C6上都包含一个羟基，当这些数量庞大的羟基结合到一起后会产生非常强的结合力。但由于羟基易和水以氢键形式结合，当水分子进入后会撑开淀粉分子链之间的距离，使更多的水分子进入，从而破坏淀粉胶黏剂的胶合强度。 为了提升淀粉类胶黏剂的胶接性，可以将结合牢固的化学键导入到淀粉分子链之间，利用化学键分子的结合力来阻止水分子的进一步进入，从而避免水分子撑大分子链之间的距离，保证淀粉类胶黏剂的胶结性。 3 淀粉类胶黏剂普遍存在的问题 淀粉类胶黏剂主要存在下述几个方面的问题：①耐水性差。淀粉类胶黏剂的耐水性不能达到使用要求；②淀粉类胶黏剂改性工艺比较复杂，缺乏可操行，并且改性后得到的胶黏剂对木材进行胶黏时，需要在高压和高温环境下实施操作，达不到胶合板施工工艺要求；其次使用的改性剂成本较高，不能达到胶黏剂实现
可降解塑料-淀粉塑料的研究与应用
可降解塑料-淀粉塑料的研究与应用 背景资料随着环境保护的呼声日益高涨以及塑料工业的不断发展，可降解塑料走进了人们的视线， 并逐渐成为一类重要的高分子材料。 可降解塑料的意义 所谓可降解塑料按其降解机理主要分为光降解塑料、生物降解塑料和光/生物双降解塑料。而我们这里谈的淀粉塑料属于生物降解塑料。即是指在自然环境下通过微生物的生命活动能很快降解的高分子材料。 淀粉塑料可以运用的可行性 淀粉是刚性较强而又含有许多羟基基团的天然高分子，分子内又有许多羟基形成的氢键，它是由许多葡萄糖分子缩聚而成的高聚体，分子式为（C6H10O5）n，根据分子结构不同分为直链淀粉和支链淀粉两种。直链淀粉可以溶解，聚合度约在100~6000之间，例如玉米淀粉的聚合度在200~1200之间，平均约800，而支链淀粉是不溶解的。由于淀粉结构中含有大量羟基，因此，它的结晶度较大，一般玉米淀粉的结晶度可达39%，结晶度这样高的淀粉，其熔点不高，无法加工。因此采用对淀粉进行接枝改性和引入各种增塑剂破坏淀粉的结晶度，使其具有可加工性。 淀粉塑料的研究 当今世界对淀粉塑料的研究主要是对玉米-淀粉塑料的研究。玉米淀粉是分布广泛、价格低廉的天然高分子化合物，是一种完全可生物降解的物质。但淀粉单独制成的薄膜，质脆且遇水溶化，无实用价值，要制成有用的塑料制品，必须掺合其它物质。经成型、加工满足需求的制品，生产的薄膜具有生物可降解性，用作农田覆盖而废弃后，即被土壤的微生物吞噬、分解、腐烂，在田地里自然损耗，不污染环境。本研究使用的原料是玉米淀粉、乙烯一丙烯酸共聚物、氨水、尿素、水等。其中玉米淀粉需用量占50%以上。工艺路线为：1乙烯一丙烯酸共聚物的合成2配料3活性共混4螺旋式混料机混溶5挤压6吹塑。 淀粉塑料的应用，发展前景以及不足之处 当前，世界上许多国家都在进行以“生物分解树脂”取代现有塑料包装的研究。 ”玉米淀粉树脂”具有广阔的发展前景。这种树脂是以玉米为原料，经过塑化而成。用它制成的包装材料可以通过燃烧、生化分解和昆虫吃食等方式处理掉，从而免除了”白色污染”的危害。用玉米淀粉树脂生产的塑料袋数量，已和用塑料粒生产的数量相差无几。用玉米淀粉树脂生产的塑料袋数量，已和用塑料粒生产的数量相差无几。 可降解塑料包装潜力无限 目前，国家已把降解塑料包装列入优先发展的项目，降解塑料包装无论在农业、日化、医用、食品等领域都具有较大的市场潜力。资料显示，2000年中国塑料包装产量为300多万吨，产生的塑料垃圾近200万吨，因此降解塑料包装的发展前景广阔。 但需要指出的是，降解塑料也不能视为解决塑料包装废弃物的灵丹妙药，还存在着包装应用性能上的局限性，尤其是在多种食品包装上能否适应，还须下功夫研究。 玉米淀粉树脂替代塑料包装材料前景看好。近期日本和我国台湾研究成功的玉米淀粉树脂具有广阔的发展前景。这种树脂是以玉米为原料，经过塑化而成。用它制成的包装材料可以通过燃烧、生化分解和昆虫吃食等方式处理掉，从而免除“白色污染”的危害。 全球每年约生产塑料制品1亿吨，其中一次性包装材料3000万吨，解决这些材料造成的污染要花费很大的社会成本。如若玉米树脂能成功取代其中的一部分包装用塑料，估计每年将可有价值100亿美元的市场。据预测，2000年中国塑料包装产量为300多万吨，其中难于回收的一次性塑料包装占30%左右，产生的塑料垃圾达100多万吨，塑料地膜产量40多万吨，一次性日杂用品仅正宗产品约40多万吨，产生的塑料垃圾近200万吨，因此，降解塑料物资前景广阔深远。但需要指出的是降解塑料也不能视为解决塑料包装
改性淀粉及其用于玻纤成膜剂的研究进展
改性淀粉及其用于玻纤成膜剂的研究进展 本文综述了改性淀粉的概况，改性淀粉的种类、制备方法，评价了各种改性淀粉用于玻璃纤维成膜剂的效果，对改性淀粉用于玻纤成膜剂的发展作出展望。 标签：改性淀粉；成膜剂；玻纤；研究进展 0 前言 淀粉是一种包含线性直链和支链结构的高分子碳水化合物，是淀粉型纺织浸润剂的主要组成部分，属于水溶性高分子成膜剂。但原淀粉成膜剂具有黏度大、易回生、易迁移等缺陷，限制了其广泛使用。淀粉以成膜剂的形式存在于浸润剂中，起着非常重要的作用。因此需要对淀粉进行改性，以达到玻璃纤维纱线纺织的要求。为了提升使用性能，往往会使用几种以上的改性淀粉，按比例配合进行使用。本文综述了改性淀粉的概述，改性淀粉的种类及其制备方法，评价了各种改性淀粉用于玻璃纤维浸润成膜剂的效果，对改性淀粉用于玻纤成膜剂的发展作出展望。 1 改性淀粉的概述 改性淀粉是指在原淀粉的基础上，为满足食品工业、医药、水处理、纺织等领域的需要，利用物理手段、化学方法、生物技术等对淀粉的分子结构、颗粒性质等进行处理，从而改变了原淀粉的天然特性，改善原淀粉的性能，使其更适合于一定应用的要求。针对不同领域的需求，现在改性淀粉的品种已经越来越多，使用范围也越来越广，给人类生活带来了极大的便利[1-3]。 2 改性淀粉的种类及其制备方法 2.1 物理改性淀粉 淀粉溶液与天然聚合物或合成塑料等直接共混，添加少量添加剂，整个过程不发生化学反应，制备出性能优化的物理改性淀粉，以提高其应用性能。 2.2 化学改性淀粉 化学改性淀粉是指使用化学方法改变了淀粉的化学结构所得到的改性淀粉。化学改性淀粉的种类非常繁多，应用也非常广泛，比物理改性淀粉有着更广阔的应用前景，也是当前最常用的改性淀粉方法。化学改性制备的淀粉主要有酸解淀粉、酯化淀粉、羟丙基化淀粉、阳离子化淀粉、氧化淀粉等[4]。 2.3 生物改性淀粉 生物改性（酶法改性）是用各种酶制剂来处理淀粉。包括异淀粉酶水解淀粉
生物可降解材料的研究进展及其应用
生物可降解材料的研究进展及其应用随着环保意识的逐渐深入人心，对于生物可降解材料的需求越 来越高。生物可降解材料具有很好的生物相容性和可降解性，并 且可以避免对环境的污染，已经被广泛应用于医药、食品包装、 农业、建筑等领域。本文将着重介绍生物可降解材料的研究进展 以及其应用。 一、生物可降解材料的分类 生物可降解材料主要由天然高分子材料和人工合成聚合物两类 组成。其中天然高分子材料包括纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、天然高分子类壳聚糖等，人工合成聚合物则包括聚乳酸、聚酯等。 二、生物可降解材料的研究进展 1.聚乳酸的研究 聚乳酸是一种广泛应用的生物可降解聚合物，是由乳酸单体通 过聚合反应制备而成。近年来，聚乳酸的研究受到了广泛关注。
目前，已经掌握了一系列聚乳酸的制备方法，如控制不同的反应 条件和添加剂、利用共聚反应等手段。 2.淀粉基生物可降解材料的研究 淀粉是一种天然高分子材料，具有很好的生物可降解性。因此，淀粉基生物可降解材料已经成为当前研究的热点之一。通过改变 淀粉的物理和化学性质，可以控制淀粉基生物可降解材料的性能，使其适用于不同的应用领域。 3.其他研究进展 除了聚乳酸和淀粉基生物可降解材料外，天然高分子材料如壳 聚糖、木质素等也在生物可降解材料研究中受到了广泛关注。同时，新型的生物可降解材料如聚羟基脂肪酸酯等也在不断研究中。 三、生物可降解材料在各领域的应用 1.医药领域
生物可降解材料在医药领域的应用主要包括医用敷料、缝合线、心脏支架、骨修复材料、药物缓释等。这些产品具有很好的生物 相容性和可降解性，不会给人体带来不良反应，而且可以在人体 内有效地释放药物。 2.食品包装领域 生物可降解材料在食品包装领域的应用也已经逐渐得到推广。 由于其可降解性，使用生物可降解材料制成的食品包装可以减少 对环境的污染。目前，生物可降解材料在制作餐具、挂钩、食品袋、果蔬保鲜袋等方面已经有了一定的应用。 3.其他应用领域 生物可降解材料还广泛应用于农业、建筑、环境保护等领域。 在农业方面，生物可降解土壤覆盖物可以减少土壤侵蚀，促进植 物生长。在建筑方面，生物可降解材料可以用于制作墙面材料、 隔音材料等。在环境保护方面，生物可降解材料具有垃圾处理、 海洋污染清理等方面的应用前景。
生物降解高分子材料研究论文
生物降解高分子材料研究论文 宿佩华 烟台大学化学化工高分子材料与工程专业 【摘要】可降解的高分子材料已成为高分子领域的一个重要研究课题，生物降解性高分子材料更是目前研究的热点。本文简述了生物降解性高分子的生物降解机理、影响因素，着重综述了淀粉、聚乳酸、可生物降解塑料等几种具有生物降解性的高分子材料的最新研究进展及其发展趋势。 【关键字】生物降解高分子降解性塑料淀粉聚乳酸研究进展 【前言】塑料是应用最广泛的高分子材料，按体积计算居世界首位，由于其难于降解，而其用量与日俱增，废弃塑料造成的白色污染已成世界性的公害。我国目前的塑料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万顿不可降解的废旧物，严重污染环境和危害我们的健康。可见开发可降解高分子材料，寻找新的环境友好高分子材料已是当务之急。 1.生物降解高分子材料概述 从化学角度来定义，高分子是由分子量很大的长链分子所组成，而每个分子链都是由共价键联结的成百上千的一种或多种小分子构造而成［2］。高分子材料的功能很多，因此应用十分广泛。可是高分子材料在给人类创造美好生活的同时，也带来了一些负面效应，其中最明显的当属废旧塑料等引起的“白色污染”。 生物可降解高分子是指在一定条件下，一定时问内能被微生物降解的高分子材料。按美国材料试验学会ASTM在1989年给可降解塑料下的确切定义，可降解塑料是指：在特定时间内造成性能损失的特定环境条件下，其化学结构发生变化的一种塑料，根据促进化学结构发生降解变化的因素来分类，降解塑料可分为生物降解塑料和光降解塑料两种。前者在细菌、真菌和藻类等微生物的作用下，塑料产生分解直至消失；后者是在日光作用情况下，塑料产生分解直至消失［3］。 2.降解高分子材料的生物降解机理 生物降解高分子的降解通常是以化学方式进行的，即在微生物活性(有酶参与)的作用下，酶进入聚合物的活性位置并渗透至聚合物的作用点后，使聚合物发生水解反应从而使聚合物大分子骨架结构发生断裂变成小的链段，并最终断裂为稳定的小分子产物，完成生物降解过程。下表 [4]为一些生物降解高分子的水解反应情况。
生物高分子材料的研究与应用
生物高分子材料的研究与应用 近年来，生物高分子材料作为一种绿色环保材料备受关注。它们是以天然有机 物质为原料，经过加工、改性后得到的具有良好性能的材料。生物高分子材料具有生物相容性好、生物可降解、可再生等特点，因此在医学、食品、包装等领域有着广泛的应用前景。 一、生物高分子材料的基本特性及分类 生物高分子材料是由植物、动物等可再生有机物为原料制备而成的一类材料。 它们具有许多优良特性，如生物相容性好、可降解、可再生等。生物相容性指的是材料在生物体内不会引起明显的免疫反应和异物排斥反应，对人体无害。另外，生物高分子材料还具有较好的可降解性，可以被自然环境所分解，减少对环境的污染。此外，它还可以通过回收再利用，具有较好的可再生性。 生物高分子材料可以根据来源不同进行分类。常见的生物高分子材料有淀粉类、纤维素类、蛋白质类、生物降解塑料等。淀粉类材料是以淀粉为主要成分制备而成，具有良好的可生物降解性。纤维素类材料则是以纤维素为主要成分，具有良好的生物相容性和可降解性。蛋白质类材料则是以蛋白质为主要成分，可用于生物医学领域。生物降解塑料则是通过微生物降解而不会对环境产生不可逆的污染。 二、生物高分子材料在医学领域的应用 生物高分子材料在医学领域有着广泛的应用。它们可以用于制备人工关节、生 物修复材料等。例如，聚乳酸是一种常用的生物降解材料，可以制备出具有良好生物相容性的注射器、泵等医疗器械。另外，生物高分子材料还可以用于修复组织和器官。例如，利用生物高分子材料可以制备出具有良好生物相容性的支架，用于修复骨折、烧伤等组织损伤。 三、生物高分子材料在食品领域的应用
生物高分子材料在食品领域也有着广泛的应用。其中，淀粉类材料是食品包装 领域的重要材料。由于淀粉类材料具有良好的可降解性，可以减少对环境的污染。此外，淀粉类材料还可以用于制备生物可降解的餐具、塑料袋等。另外，生物高分子材料还可以用于制备营养添加剂。蛋白质类材料可以用于制备膳食纤维、蛋白质饮料等。 四、生物高分子材料的挑战与展望 尽管生物高分子材料在许多领域有着广泛的应用前景，但是仍然面临着一些挑战。例如，生物高分子材料的加工性能、机械性能等方面与传统材料相比还存在一定差距，需要进一步提高。另外，生物高分子材料的成本相对较高，限制了它们的大规模应用。因此，研发低成本、高性能的生物高分子材料是当前的一个重要课题。 展望未来，生物高分子材料的研究与应用还有很大的发展潜力。随着人们对环 保和可持续发展的要求增加，生物高分子材料将成为替代传统塑料的重要选择。未来，我们可以通过进一步优化材料结构、改良材料性能等途径，为生物高分子材料的研究与应用提供更多可能性。同时，政府、企业和科研机构可以加大对生物高分子材料领域的研发投入，推动该领域的发展。只有不断创新，生物高分子材料才能更好地服务于人类的生活和生产。（字数：1200字）
淀粉基高分子复合材料的制备与性能研究
淀粉基高分子复合材料的制备与性能研究 随着全球经济和科技的不断发展，高分子复合材料作为一种重要的新型材料， 被广泛应用于各个领域，具有轻质、高强、高刚度、耐磨、耐腐蚀等特点。与此同时，可再生资源的利用也日益受到关注。而淀粉基高分子复合材料因其低成本、可再生、可降解等优势，成为了当前研究的热点之一。 淀粉在自然界中广泛存在，是一种天然高分子，不仅可以用作食品、医药、木 质品和纺织品等，还可以用于制备高分子复合材料。与传统的塑料相比，淀粉基高分子复合材料通常采用淀粉为主要原料，通过添加增塑剂、填料、增强剂等辅助材料进行改性，从而提高材料的力学性能和降解性能。 制备淀粉基高分子复合材料的方法主要有两种：一种是通过挤出法、压缩成型 法等方法，将淀粉和增强剂、填料等混合料挤出或压制成型；另一种是通过热压成型、热压缩成型等方法，将混合料在高温高压下热压成型。 研究表明，淀粉基高分子复合材料的力学性能、降解性能和加工性能等与材料 的组分、制备工艺和添加剂种类等因素密切相关。例如，在淀粉基材料中添加纳米粒子、钎料等增强材料，可以显著提高材料的力学性能；添加可生物降解的聚乳酸等降解剂，可以显著提高材料的降解性能；添加烷基胺等粘结剂，则可以改善材料的加工性能。因此，在淀粉基高分子复合材料的制备和性能研究过程中，需要综合考虑上述因素，以达到最佳性能的目标。 总体而言，淀粉基高分子复合材料具有很好的应用前景。尽管目前淀粉基高分 子复合材料的性能与传统塑料相比差距仍然较大，但通过不断的研究和创新，相信将来一定会取得更加优异的性能和更加广泛的应用领域。同时，随着环保和可持续发展意识的不断增强，淀粉基高分子复合材料也将成为一种重要的可持续发展材料，为环境保护和经济发展做出更大的贡献。
淀粉基水凝胶
淀粉基水凝胶 摘要:通过淀粉基中的淀粉来改性，通过化学交联以及物理交联使得水凝胶 拥有较好的强度以及较好的生物相容性。淀粉的种类繁多以及淀粉基水凝胶的制 备简单，使得其成为如今科学领域的研究热点之一。本文从水凝胶的种类，淀粉 基水凝胶的性能应用等来介绍淀粉基水凝胶的研究进展，同时探讨了研究的前景 以及发展方向。 关键词：水凝胶、直链淀粉、支链淀粉、生物相容性； Excerpt ：Modified by starch in the starch base, the hydrogel has better strength and better biocompatibility by chemical crosslinking and physical crosslinking. The wide variety of starch and the simplicity of preparation of starch-based hydrogels make it one of the hottest research topics in the field of science today. In this paper, the research progress of starch-based hydrogels is introduced from the perspective of the types of hydrogels and the performance and application of starch-based hydrogels, and the prospects and development directions of research are discussed. Keyword：Hydrogels, amylose, amylopectin, biocompatibility; 一、水凝胶 在自然界各种体系中,能够在日常情况下吸收大量的水分，并能够使得一定 量的水分以水分子的形态维持在该体系内的交联聚合产物就是人们常说的水凝胶。通常，水凝胶以水作为分散介质，利用了网络结构内原子的共价键、氢键或是分 子间的范德华力等力的作用来将一类或多类亲水性分子（高分子）或具有亲水性 的聚合物互相交联形成一种互穿网络形式的三维网状结构材料。因为水凝胶其结 构的特性，其可以在水中大量的吸水溶胀，但是却不会溶解。作为吸水性凝胶， 水凝胶胶体柔软，且柔软度随着吸水量的增加而增加，并在吸收大量水分后，还
简述淀粉的性质及应用
简述淀粉的性质及应用 淀粉是一种常见的多糖类有机化合物，由大量由α-D-葡萄糖分子组成的聚合物构成。它在自然界中广泛存在于植物细胞中，是植物主要的能量储存物质。淀粉通常可分为两类：线性的淀粉和分支的淀粉。线性淀粉由链状聚合而成，而分支淀粉则由链状聚合物通过支链连接而成。淀粉的性质与结构密切相关，对于不同的淀粉种类及提取方法，其性质和应用也存在差异。 淀粉的主要性质包括可溶性、胶化性、粘度、吸水和保水性、酶解性及蓝色反应等。 首先，淀粉具有可溶性。淀粉的可溶性取决于其结构及处理方法。淀粉在热水中能够被溶解，形成一种淀粉胶状物质。淀粉胶的可溶性决定了淀粉在工业上的可应用性，如制备各种淀粉制品和添加剂。 其次，淀粉具有胶化性。当淀粉悬浮于热水中时，经加热处理，淀粉分子会发生一系列结构变化，形成一种胶化状态，即淀粉胶。淀粉胶的形成可以增加食品的黏稠度和粘性，用于增加食品的质地和口感。 第三，淀粉的粘度是由淀粉溶液的浓度、温度和PH值等因素决定的。一般来说，淀粉的粘度随着温度的升高而降低。淀粉的粘度可用于调节食物的黏稠度和流动性。
第四，淀粉具有很强的吸水和保水性。淀粉分子中的α-D-葡萄糖单位能够与水分子形成氢键相互作用，使淀粉具有较大的吸水和保水性。这种特性使得淀粉被广泛应用于食品和药物配方中，用于增加食物的保湿性和口感。 第五，淀粉在酶的作用下可发生酶解反应。淀粉酶是一种能够降解淀粉为糊精、麦芽糖和葡萄糖的酶。淀粉的酶解性能使其成为一种重要的工业原料，可用于酿造、发酵和制糖等生产过程。 最后，淀粉在蓝色反应中表现出特殊的性质。碘对淀粉溶液有着很强的亲和力，当淀粉溶液中存在碘时，会产生一种暗蓝色的复合物。这种特性被广泛应用于淀粉的定性和定量分析。 淀粉在食品、纺织、制药、造纸、化妆品和生物技术等领域中有着广泛的应用。 首先，在食品工业中，淀粉作为一种重要的食品添加剂使用。淀粉可用于制备各种食品，如面条、饼干、面包、饺子皮、米粉等。它可以增加食品的黏稠度和流动性，调节食物的质地和口感，并起到稳定乳化和增加保湿性的作用。 其次，在纺织工业中，淀粉作为纺织浆料应用广泛。淀粉对纤维有良好的涂覆性和吸附性，可用于纤维的增黏、成型和定型。淀粉浆料还可以用于纤维的印染和防缩处理。
淀粉基生物聚合物的合成及性能研究
淀粉基生物聚合物的合成及性能研究 随着环保意识的不断提高，可再生资源和环保材料的研究得到越来越多人的重视。淀粉是一种广泛存在于植物中的天然高分子材料，含有丰富的羟基和缩醛基，是一种重要的生物质资源。淀粉可以通过化学改性和物理加工来制备聚合物，被称为淀粉基生物聚合物。淀粉基生物聚合物不仅具有良好的可再生性和可降解性，还具有成本低廉、易于加工和性能可控等优点，因此被认为是一种非常有前途的环保材料。 一、淀粉基生物聚合物的合成方法 目前，淀粉基生物聚合物的合成方法主要有三种，即酯化反应、接枝共聚反应 和物理混合法。 酯化反应是指将淀粉和多元醇在酸催化下进行酯化反应，使淀粉变为酯化淀粉，并通过溶液聚合得到聚酯类淀粉共混物。 接枝共聚反应是将淀粉的主链与聚丙烯酸等聚合物的支链通过化学键连接在一起，形成接枝共聚物，常见的接枝共聚物有淀粉-丙烯酸接枝共聚物、淀粉-苯乙烯 接枝共聚物等。 物理混合法是指将淀粉和聚合物通过物理力作用混合在一起，尤其是在高分子 相容性差的情况下，可以通过添加增容剂等方式来改善相容性。 二、淀粉基生物聚合物的性能研究 淀粉基生物聚合物具有良好的可降解性、可塑性、成本低廉等特点，但其力学 性能、热稳定性等方面仍需要进一步提高。 力学性能方面，淀粉基生物聚合物的抗拉强度和弹性模量较低，容易出现断裂 和变形，需要增强其力学性能。常见的增强方法有纳米填料增强、复合增强等。例
如，通过将纳米硅酸钙、改性蒙脱土等纳米填料添加到淀粉基生物聚合物中，可以显著提高其力学性能。 热稳定性方面，淀粉基生物聚合物的热稳定性较差，容易在高温下分解。常见 的改善方法有添加稳定剂、交联处理等。例如，通过添加光引发剂、抗氧化剂等稳定剂可以提高其耐热性，并通过交联处理来增强其稳定性和力学性能。 三、淀粉基生物聚合物在材料领域的应用前景 淀粉基生物聚合物具有可再生性、可降解性、成本低廉、易于加工等优点，逐 渐成为一种备受关注的环保材料。淀粉基生物聚合物可以制备成保鲜膜、食品包装、医疗器具等多种产品，同时也可以用于制备汽车零部件、建筑材料等领域。 总之，淀粉基生物聚合物作为一种可再生资源，不仅可以有效地解决环境污染 问题，也有着广泛的应用前景。未来的研究应该继续探索淀粉基生物聚合物的性能优化方法和应用领域，为推动可持续发展做出更多的贡献。
淀粉的研究与应用
淀粉的研究与应用 前言 淀粉是天然高分子之一，是植物中碳水化合物的主要储存库，也是绿色植物进行光合作用的产物。我国淀粉资源十分丰富，是世界第二大玉米生产国，因此淀粉作为高分子材料的研究与开发有利于促进可再生资源的利用和农副产品的高值比。 目前对淀粉的研究与开发主要集中在食品、医药、材料等领域。由于它与石油化工原料相比，具有价格低廉、可再生、可生物降解、污染小等优点，符合环境保护和可持续发展战略，因此国内外研发了许多淀粉改性材料。淀粉经过物理、化学或生物的方法进行改性可以制作多种淀粉衍生物，并且广泛应用于造纸、纺织、制革、胶黏剂、定型剂、制药、化妆品、洗涤剂、水处理絮凝剂、超级吸水材料等领域。本文就淀粉改性材料的研究与应用开发和淀粉衍生物在食品工业中的应用作简单的概述。 淀粉的科学定义 中文名称：淀粉 英文名称：Starch 定义1：一种植物中广泛存在的贮存性聚糖。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；糖类（二级学科） 定义2：由D-葡萄糖单体组成的同聚物。包括直链淀粉和支链淀粉两种类型，为植物中糖类的主要贮存形式。 所属学科：细胞生物学（一级学科）；细胞化学（二级学科） 天然淀粉的可利用性质 淀粉是可再生的丰富的廉价的天然原料来源，是许多工业生产的原辅料，其可利用的主要性质有：①颗粒性质，包括凝聚状态的吸附性、凝聚性、吸湿性、再湿性等；②糊或浆液性质，加入或冷却时的黏度变化，包括低温贮藏和冻融过程中糊黏度的稳定性、保水性、凝沉性、保护胶体或乳化作用的性能等；③干淀粉膜性质，包括冷水或热水的溶解性、透气性、可塑性、弹性及韧性等。一般直
链淀粉具有优良的成膜性和膜强度，支链淀粉具有较好的粘结性。 淀粉改性材料的研究与应用开发 1.全淀粉材料 全淀粉塑料由于具有完全生物降解性，是目前世界公认最有发展前途的淀粉塑料。日本住友商事公司、美国Warner-lambert公司和意大利的Ferruzzi公司研制成功淀粉质量分数在90%-100%的全淀粉塑料，产品能在一年内完全生物降解而不留任何痕迹，无污染，可用于制造各种容器、薄膜、垃圾袋等。 2.共混淀粉材料 淀粉共混材料是淀粉以颗粒或糊化形式与合成高分子或其它天然高分子通过物理共混加工的淀粉材料，具有实用、价廉、方便的特点。目前人造淀粉基材料已经在意大利、英国、加拿大以及德国商业化，用于快餐业中。淀粉共混材料的制品有医用包扎、尿布垫衬、饲料袋、化肥袋等，部分还可用于食品包装。它们是可以完全生物降解的材料。 3.淀粉基吸附材料 吸附法是一种高效经济的处理工业废水的方法，特别是采用天然高分子及其衍生物作为吸附材料。材料对金属的吸附能力与pH值有关，为了能有效地除去金属离子废水的pH值一般不低于4.0。 4.淀粉基泡沫材料 淀粉基泡沫材料成型方法有挤出成型、模压成型、烘培成型等，是一种可生物降解的包装和减震材料。 5.互穿聚合物网络（IPN）材料 该材料具有优良的力学性能、耐水性、透光性、热稳定性以及可降解性，因此，这种材料作为可降解性塑料和涂料应用前景很大。 淀粉衍生物的分类及生产工艺 大多数天然淀粉都不具备有效地充分利用的性能。因此，根据淀粉的结构、物化性质及应用要求，开发了淀粉的变性技术，其产品称为变性淀粉或淀粉衍生物。变性淀粉是通过物理或化学方法使淀粉分子被切断、重排或引入其它化学基团以改变其结构而获得的。目前，变性淀粉主要有酸变性淀粉、氧化淀粉、预糊化淀粉、交联淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉、糊精等多达两千多种，根据处理方式的不同可将变性淀粉分为以下几
全淀粉降解塑料的研究进展
全淀粉降解塑料的研究进展 随着塑料产量的不断增长和用途的不断扩大,塑料带给人们便利的同时,也给环境带来大量的固体废弃物形成严重的白色污染,已成为世界性公害。现行塑料制品的原料是不可再生资源———石油,而全世界的石油储量大约只能再用40多年。发展非石油基聚合物,研制可在自然环境中降解的可再生资源代替石油生产塑料,已成为热门课题。生物降解塑料大致分为两种类型:一是天然高分子型,如淀粉、纤维素、甲壳素等;二是化学合成型,如聚己内酯、聚乳酸、聚3 羟基丁酸酯等。化学合成的降解塑料由于价格昂贵等原因限制了其发展。在天然高分子中,淀粉来源丰富,取之不尽用之不竭。淀粉在各种环境中均具有完全的生物降解性已被各国学者公认。因此,淀粉降解塑料是生物降解塑料研究的重要方面。 1研究现状 生物降解塑料是指在一定条件下,在能分泌酵素的微生物(如真菌、霉菌等)作用下可完全生物降解的高分子材料,可分为生物破坏性塑料(ｂｉｏｄｅｓｔｒｕｃｔｉｂｌｅｐｌａｓｔｉｃ)和完全生物降解塑料(ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｌａｓｔｉｃ)[1]。我国20世纪80年代风行一时的淀粉填充塑料〔ｗ(淀粉)=7%～30%〕,即属于生物破坏性塑料,它只能淀粉降解,其中的ＰＥ、ＰＶＣ等不能降解,一直残留于土壤中,日积月累仍然会对环境造成污染,此类产品已属于淘汰型。因此我国目前生产的此类淀粉基降解塑料大多是无意义的,真正有发展前途的是全淀粉塑料〔ｗ(淀粉)≥90%〕,其中添加的少量增塑剂也是可以生物降解的。这类塑料在使用后能完全生物降解,最后生成二氧化碳和水,不污染环境,是近年来国内外淀粉降解塑料研究的主要方向[2～4]。 全淀粉塑料的生产原理是使淀粉分子结构无序化,形成了具有热塑性的淀粉树脂,因此又称为热塑性淀粉塑料。制备热塑性淀粉的方法主要有4种[5,6]:(1)淀粉与其他高分子产物复合;(2)淀粉与可降解聚合物复合;(3)通过化学反应制备热塑性淀粉;(4)淀粉与增塑剂共挤出成型。工业上用得最多的是第4种方法。 1.1淀粉与其他高分子产物复合 淀粉与纤维素、木质素、果胶、甲壳素及蛋白质等进行复合共混,可制备完全生物降解塑料,具有发展优势。Ｆｕｎｋｅ等人[7]采用常规的挤出和注射成型技术对不同类型的淀粉和纤维共混体系进行加工,并通过研究天然样品和挤出样品中的直链淀粉和支链淀粉之比、相对分子质量分布等揭示了结构对产品性能的影响。淀粉类型、添加剂的种类和加工条件的不同使产品性能大不相同。在淀粉中加入少量纤维可以显著提高产品的性能。有文献报道[8],荷兰Ｗａｇｅｎｉｎｇｅｎ农业大学用玉米、马铃薯、小麦淀粉研制出完全不含石化产品的可降解塑料,通过掺入大麻纤维提高强度。这种塑料可用作包装材料、涂层、食品储藏
淀粉基生物降解塑料的应用研究进展
淀粉基生物降解塑料的应用研究进展
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淀粉精细化学品 淀粉基生物降解塑料的应用研究进展 班级：2010级高分子材料与工程（2）班 姓名:郭艳艳 学号：P102014327 时间：2012-10—22
淀粉基生物降解塑料的应用研究进展 摘要: 本文介绍了淀粉的结构和性能，淀粉基塑料的分类，阐述了其降解机理，重点综述了的生物降解材料的应用情况及研究进展概况,并在使用材料出现的问题的基础上提出淀粉基 降解塑料的发展趋势。 关键词：淀粉基，降解塑料，生物降解 以淀粉为原料的塑料是具有广泛应用前景的生物可降解材料，它具有来源丰富，价格低廉，可重复再生，易生物降解以及阻氧性能好等优点, 因此用该材料加工的产品不仅是传统一次性塑料制品的极好替代品,同时也是二十一世纪的新型绿色包装材料，将引发包装行业的一次绿色革命。同时，淀粉基生物降解塑料可缓解普通塑料带来的“白色污染“问题，对于保护人类环境，促进人与自然的和谐统一,推动绿色“GDP”增长具有重要意义,符合国家可持续发展战略。 1 淀粉的结构及性能 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 淀粉基塑料的分类