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本文通过酸解、氧化制得改性淀粉,并将其制备成平板膜,研究了改性作用和三种交联剂对淀粉平板膜力学性能的影响;通过差示扫描量热分析(DSC)和光学显微镜观察发现淀粉可溶解于较高含量N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)的水溶液中,并选择了合适的凝固浴制备淀粉薄膜。
通过扫描电镜(SEM)、偏光显微镜、X射线衍射仪(XRD)、DSC和热重(TG)研究了酸解对淀粉表面形貌和结晶的影响。偏光显微镜、DSC、XRD和TG结果表明酸解优先作用于淀粉颗粒的非晶区;XRD、DSC数据表明酸解进行到6h时盐酸开始对结晶区作用,淀粉结晶度降低。随着酸解时间的延长,马铃薯淀粉薄膜的断裂强度先上升,后随酸解时间的延长逐渐下降。
通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、SEM、偏光显微镜、XRD、DSC和TG研究了氧化对淀粉羧基、表面形貌和结晶的影响。偏光显微镜、XRD和TG结果表明氧化优先作用于淀粉颗粒的非晶区;DSC结果表明氧化作用可以同时作用于淀粉颗粒的晶区和非晶区,不改变淀粉结晶晶粒的直径分布。随着氧化时间的延长,马铃薯淀粉薄膜的断裂强度先上升,后随氧化时间的延长逐渐下降。
通过力学性能测试研究了环氧氯丙烷、柠檬酸和氯化钙含量对淀粉平板膜力学性能的影响,着重研究了氯化钙对淀粉平板膜的作用。环氧氯丙烷和无水氯化钙没有对马铃薯原淀粉薄膜产生交联作用,制得的薄膜断裂强度随两者各自含量的提高不断下降;柠檬酸可以对马铃薯淀粉薄膜产生交联作用,添加少量柠檬酸制得的薄膜断裂强度提高,之后随柠檬酸含量提高淀粉薄膜断裂强度下降。通过溶解度、粘度、红外和DMA方法研究了氯化钙与淀粉作用机理,结果表明氯化钙通过阳离子双电子层效应吸附在淀粉分子周围,使得淀粉在水中溶解度、糊液的粘度下降,薄膜的玻璃化转变温度上升。
通过DSC和光学显微镜发现淀粉在不同固含量NMMO溶液中随着NMMO含量提高由糊化转变为溶解。分光光度计测试结果表明NMMO在水中吸光度提升最快、达到平衡所用时间最短,80%乙醇溶液次之,80%饱和度硫酸铵最慢;由于水溶液不能有效凝固出淀粉,选择80%乙醇溶液作为淀粉-NMMO溶液的凝固浴可有效凝固出淀粉,缺点是凝固所需时间很长,所得淀粉薄膜力学性能有待于提高。