淀粉基可降解材料的合成与性能研究

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淀粉被认为是最具发展前景的生物降解材料之一,因为淀粉的来源非常广泛,价格低廉,可生物降解、符合环境保护、永不枯竭、可再生资源。目前淀粉材料的应用主要集中在吸水树脂、交联剂、絮凝剂等方面的,而在淀粉基降解材料方面研究,目前主要集中在填充型塑料,但是由于填充型淀粉塑料有着性能的局限行,不能够完全降解,目前国外已经将其定为淘汰型材料。全淀粉完全降解塑料也存在着很多问题,但是其成本、性能、能够应用的范围狭窄等问题严重阻碍了全淀粉塑料的推广。本文以硝酸铈铵与过硫酸钾作为复合引发剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为接枝单体,制备淀粉接枝甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯聚合物,成功制备了一种既解决相容性问题,又解决成本问题且能够降解的淀粉基树脂。研究了淀粉与MMA,BA的不同配比、不同引发剂、引发剂的用量、乳化剂的用量以及反应时间、反应温度、糊化时间等对淀粉接枝参数的影响,利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射、热重分析对所制备接枝聚合物进行表征。实验结果表明:FTIR谱图在1730.64cm-1处出现了MMA和BA中C=O基团的特征吸收峰;在1H-NMR谱图中,所提纯的纯支链物的质子峰全部找到了相应的归属,并与MMA、BA共聚物的1H-NMR谱图相似,证明了淀粉成功接枝了MMA和BA。制备的淀粉接枝MMA/BA聚合物的耐化学溶剂性良好,只溶于二甲基亚砜(DMSO)等少量极性比较强的有机溶剂;接枝聚合物热稳定性良好,在N2保护下,起始降解温度超过252.9℃,800℃的质量保持率为24.38%;接枝共聚物膜的起始拉伸应力、拉伸断裂应变分别为6.64-1Mpa,146%-602%。利用枯草杆菌对共聚物进行降解性试验,并利用SEM观察各个时间段内的膜的结构形态。
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