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天然淀粉已广泛应用于各个工业领域,不同应用领域对淀粉性质的要求不尽相同,而原淀粉的性质己不适应很多应用领域,因此,有必要根据淀粉的结构及理化性质进行变性处理,使之能符合不同工业领域的应用。 自从20世纪80年代以来,大量的一次性塑料餐饮具和木制方便筷子的使用,已经造成了环境污染和森林资源的浪费,开发能在自然环境中降解的新型材料来替代一次性塑料餐具和木制方便筷子已经成了当务之急。本文基于以上原因,研究一种可环境降解的淀粉基一次性筷子的基料,以期达到能替代一次性木制筷子的目的,减少森林资源的浪费。 本文在前人的研究基础上,从研究淀粉及变性淀粉的性质入手,重点研究玉米淀粉的颗粒大小对淀粉交联程度的影响(此研究国内外均未见文献报道),并且研究了淀粉的塑化改性,最后就以上的结果研究淀粉基一次性筷子的基料配方和其压片的降解效果。具体实验内容与结果如下: 通过淀粉交联的研究,确定了交联的条件为:采用干法交联,以乙醇为反应介质,交联剂为六偏磷酸钠0.1%、多聚磷酸钠0.01%,催化剂10%(以占淀粉质量的百分比计)、反应温度为45℃、反应时间为1小时。 在对淀粉细化改性和改性淀粉交联程度的研究中首次发现,淀粉交联的难易程度随着淀粉颗粒的增大而减小。通过本论文的研究首次得到了一种不经过化学变性其疏水性、吸油性较原淀粉有大的改善的细化淀粉。 在淀粉塑化的研究中,从常用的增塑剂中筛选出综合性能优良适于淀粉塑化的丙三醇、硬脂酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯组成复合增塑剂,根据正交试验确定其最佳配比为丙三醇:硬脂酸丁酯:邻苯二甲酸二辛酯=2:1:1。 经改性后的淀粉按比例同原淀粉、交联剂、增塑剂、增强剂、填充物、发泡剂等高速共混并在一次性餐具成型机上压制成片。通过正交试验得到的降解材料的最佳配比为淀粉(原:变=9:1),棉质纤维3%,填充剂5%,增塑剂5%,发泡剂3%(以占淀粉质量的百分比计)。降解片材性质研究表明其具有良好的力学性能,并能满足淀粉基一次性筷子力学性能的基本要求。 原淀粉、淀粉基降解片材以及淀粉基共混挤出物的红外图谱和X-射线衍射图谱分别表明:经改性,原淀粉的羟基被屏蔽,在红外图谱上淀粉基的降解片材和淀粉基共混挤出物的羟基特征吸收峰较原淀粉都有不同程度的减弱变窄,同时增塑剂、增强剂分子同淀粉分子缔合形成新的结构,红外图谱中亦显示了其特征吸收峰;改性、塑化,压制、共混挤出的加工处理大大破坏了淀粉的结晶区,形成了更多的无定形区和少量新的不完善的结晶区。使淀粉基降解材料具备了热塑性。 生物降解实验表明,本实验所制备的淀粉基降解材料具有优良的生物降解性能,土埋30天,即能基本完全降解。且由于产品中80%以上为淀粉,使用后可回收作为饲料的辅料二次利用,提高其再利用率。