淀粉和聚合物復合生物降解塑料

??????? 研究人員將淀粉和PLA共混物做為可生物降解的復合基體材料，復合材料中糊化淀粉的出現(xiàn)造成材料的吸水性提升。利用氧化石墨烯（GO）做為增強劑可以改進PLA/淀粉復合材料的力學特性。首先用三甲基氯化銨將天然淀粉陽離子化改性，隨后利用靜電力帶正電的陽離子淀粉被帶負電的GO包覆，使淀粉表面由親水性轉變?yōu)槭杷?。因為PLA與淀粉相互間的親疏水性類似，使復合材料可以有效的地分散化而且界面結合較強。GO包覆淀粉增強的PLA復合材料比純PLA具備更好的拉伸強度。因為淀粉具備很好的親水性而PLA具備高疏水性，使兩者較難分散化共混。研究人員以熱塑性淀粉和PLA為原材料，利用壓縮成型，在聚乳酸層中加入肉桂醛制取雙層膜。研究發(fā)現(xiàn)與純淀粉膜相比，低PLA加入量（膜厚的1/3上下）的雙層膜的拉伸特性和水蒸氣阻隔特性獲得較大改進，膜保持高透明度，氧氣透過率低。肉桂醛的加入使薄膜變薄，可維持良好的阻隔特性，但力學特性下降。

利用擠出吹塑的方式 制取組合成為78%木薯淀粉和22%PLA的可降解塑料，TPS/PLA復合可降解塑料在分子組合成和表面結構上的改變表現(xiàn)為崩裂、破碎和礦化3個階段。破碎可能是因為非生物降解原因（溫度上升）促使引發(fā)水解過程，并更進一步生物降解為單體。在聚乳酸轉變乳酸或乙醇酸的過程中，利用C==O的振動來證明材料的降解，仔細觀察微生物的作用造成的氣孔來觀察材料表面的改變。TPS/PLA復合可降解塑料在32天的生物降解率可做到65%。將具備疏水性的PLA與淀粉復合制取生物降解材料，可以有效的改進淀粉基可降解塑料阻水性差的缺陷。但兩者較大的極性差別使其難于分散化造成均一穩(wěn)定的共混體系，淀粉的加入量和產品的穩(wěn)定性能受到限制。因而要對淀粉做好表面改性處理或是加入助劑材料，提升組分相互間的相容性和產品的穩(wěn)定性能。二、淀粉和PVA生物降解塑料

PVA和淀粉全是親水性高分子聚合物，兩者水溶液可共混產生均質體系后制取淀粉/PVA降解塑料。這個是因為淀粉和PVA分子均富含很多的—OH基團，在淀粉和PVA分子內和分子間可產生相互作用力的氫鍵，進而大幅提高二種組分的相容性。將各種比例的淀粉/PVA與增塑劑（甲酰胺和尿素）共混，伴隨淀粉成分的增多，共混物的斷裂面展現(xiàn)粗糙的表面，表明復合物為韌性斷裂。伴隨淀粉的增多，平衡水吸收率減低；抗拉強度、斷裂伸長率和楊氏模量減低。淀粉成分為50%時，共混膜的柔韌度仍較高，斷裂伸長率超過1000%，抗拉強度為9MPa，好于普通的LDPE包裝膜。

PVA溶液體系在成膜環(huán)節(jié)中產生相改變，可提升淀粉復合膜的特性。以淀粉/黏土為基體，應用擠出吹塑法制取淀粉/PVA/黏土納米復合薄膜。伴隨PVA成分的增多，淀粉/PVA/黏土膜的分子間相互作用力獲得增強，復合膜的力學特性和阻隔特性明顯提升，透氧性減低。淀粉/聚乙烯醇/黏土納米復合膜可作為高阻隔食品包裝材料。為改進淀粉/PVA復合膜的特性，可在復合材料中添加各種的增強劑。以塑化淀粉（PS）、PVA為原料制取生物降解納米復合材料，添加纖維素納米晶體（CNC）對復合材料進行特性改性，所制取的納米復合材料體現(xiàn)出優(yōu)良的力學特性和阻隔特性。添加CNC后，PS/PVA薄膜的溶解性、吸水性、水蒸氣透過性和斷裂伸長率減低；接觸角、極限抗拉強度、玻璃化改變溫度（Tg）和熔點（Tm）均增多。因為淀粉和PVA均具備水溶性，兩者復合制取的降解塑料體系相容性好，產品特性保持穩(wěn)定，力學特性貼近甚至是好于普通的塑料?，F(xiàn)在已經(jīng)有許多企業(yè)將淀粉/PVA復合生物降解塑料完成工業(yè)生產，可是這類產品在儲存、運送和應用的環(huán)節(jié)中需防止遇水，產品的疏水性還有待提高。

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