近年来,由于石油短缺问题日益严峻以及社会大众环保意识的不断提高,生物质材料得到了快速有效的发展。小麦秸秆(WS)是一种重要的农作物副产品,具有成本低、密度小、可降解的优点,每年收割季节会大量囤积。淀粉是一种理想的原料具有可降解、低成本、易取得等优点,可用于制备生物质材料。但耐水、耐热性差、力学性能不佳限制了淀粉塑料的应用。用麦秸作为增强材料,既可以有效改善热塑性淀粉的性能,同时又为农作物废弃物的处理提供了一条新的思路。本论文先用未经处理的WS通过直接共混法增强热塑性淀粉,但增强效果不佳,进而考虑对WS表面进行预处理:利用过碘酸盐对WS中的纤维素进行选择性氧化,得到氧化麦秸(OWS)纤维,并通过OWS与淀粉分子发生酯化交联反应,达到增强热塑性淀粉复合材料的目的。由于成品仍存在拉伸韧性和抗冲击性不足的问题,继而采用了以不同酸酐酯化反应制得酯化麦秸纤维,制备热塑性淀粉复合材料。具体开展的工作如下:(一)以小麦秸秆为原料,采用物理共混法直接增强的热塑性淀粉,研究麦秸纤维素的含量对热塑性淀粉复合材料的力学性能、热性能、流变性能及耐水性能等性能的影响。结果表明,WS/TPS材料的拉伸强度随着WS含量的增加呈先增加后减小的趋势;当WS含量到达1%时,其拉伸强度达到最大值6.89MPa。冲击强度随WS含量的增加而减小。WS可提高热塑性淀粉的热稳定性,都能略微提高淀粉的最大分解速率。相对于TPS,WS/TPS更难于加工,并且随着WS含量的增加,其在热剪切作用下流动性越来越差。WS的加入提高了热塑性淀粉耐水性能,随纤维素含量的增加,吸水率下降。(二)利用高碘酸钠的强氧化性氧化小麦秸秆纤维素,通过控制氧化剂的浓度制备不同醛基含量的氧化麦秸纤维素,表征麦秸纤维素及氧化麦秸纤维素增强的热塑性淀粉的力学性能、热性能、流变性能及耐水性能等,研究麦秸纤维素的含量、氧化程度对热塑性淀粉复合材料性能的影响。结果表明,OWS提高热塑性淀粉的热稳定性能力有限,与未改性的WS增强效果类似。高碘酸钠浓度为0.45mol/L,OWS含量为1%时,OWS/TPS的拉伸强度最高可达到7.66MPa,但断裂伸长率仅为19.87%。(三)分别利用马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐对WS进行酯化改性,对复合材料的力学性能、热性能、流变性能、耐水性能等展开测试,考查酸酐的种类、热塑性淀粉与酸酐的质量配对共混复合材料性能的影响。随酸酐含量的增加,体系的拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小,耐水性能提升而加工流动性能均下降。(四)分别利用丙酸酐、琥珀酸酐对WS进行酯化改性,对复合材料的力学性能、热性能、流变性能、耐水性能等展开测试,考查酸酐的种类、热塑性淀粉与酸酐的质量配对共混复合材料性能的影响。随酸酐含量的增加,体系的拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小,耐水性能、加工流动性能均下降。(五)利用甲基丙烯酸酐对WS进行酯化改性,对复合材料的力学性能、热性能、流变性能、耐水性能等展开测试,考查热塑性淀粉与酸酐的质量配对共混复合材料性能的影响。随酸酐含量的增加,体系的拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小,耐水性能、加工流动性能均下降。