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首次使用超临界二氧化碳(Supercritical carbon dioxide,scCO2)流体作为发泡助剂辅助加工热塑性淀粉(Supercritical CO2-assisted thermoplastic starches,scCO2aTPS),纳米纤维素(cellulose nanofiber,CNF)改性scCO2aTPS(scCO2aTPS100CNFx)和戊二醛(Glutaraldehyde,GA)改性scCO2aTPS(scCO2aTPS100CNFxGAy)发泡材料。随着超临界二氧化碳压力由7增加至9和11 MPa,所制备scCO2aTPS样品的发泡倍率显着增加;再经添加0.02 PHS最适化纳米纤维素,scCO2aTPS100CNF0.02泡沫样品的发泡倍率进一步明显改善。经适量戊二醛改性scCO2aTPS100CNF0.02(scCO2aTPS100CNF0.02GAy)各系列泡沫样品的发泡倍率进一步明显改善。上述scCO2aTPS、scCO2aTPS100CNF0.02和scCO2aTPS100CNF0.02GAy泡沫样品的发泡倍率、泡孔密度、耐湿气性和抗压缩强度保留率,均随超临界二氧化碳辅助发泡过程中CO2压力的增加而显着提高。经不同超临界二氧化碳压力发泡的scCO2aTPS100CNF0.02GAy泡沫系列样品的发泡倍率和泡孔密度随戊二醛达到最适化含量而显着增加至最大值;其中scCO211TPS100CNF0.02GA1.6泡沫样品表现出极高的发泡倍率(~50)和极高的泡孔密度(~8×108 cells/cm3)。与放置相同时间后的scCO2aTPS和scCO2aTPS100CNF0.02泡沫样品相比,经最适化戊二醛含量改性的scCO27TPS100CNF0.02GA0.4、scCO29TPS100CNF0.02GA0.8和scCO211TPS100CNF0.02GA1.6泡沫样品,表现出更佳的耐湿气性和抗压缩强度保留率。经最适化戊二醛含量改性的scCO27TPS100CNF0.02GA0.4、scCO29TPS100CNF0.02GA0.8和scCO211TPS100CNF0.02GA1.6泡沫样品的耐湿气性和抗压缩强度保留率随超临界二氧化碳压力的增加而进一步提高。事实上,scCO2aTPS、scCO2aTPS100CNF0.02和scCO2aTPS100CNF0.02GAy泡沫样品的发泡倍率和泡孔密度随超临界二氧化碳压力增加而显着增加可归因于在超临界二氧化碳辅助发泡过程中CO2发泡剂在基体材料淀粉中溶解量的增加。而超临界二氧化碳压力增加会产生更多的成核点,进而导致发泡倍率和泡孔密度增加。傅立叶变换红外光和熔融指数分析表明,scCO2aTPS100CNF0.02GAy泡沫样品经戊二醛改性后,淀粉的羟基与戊二醛分子的醛基确实在一定程度上发生化学(或交联)反应。推测戊二醛与淀粉分子间的化学(或交联)反应可以增加scCO2aTPS100CNF0.02GAy泡沫的熔体强度和粘度,因而在超临界二氧化碳辅助发泡过程中显着提高气泡成核,泡孔密度和发泡倍率。另外,在scCO2aTPS100CNF0.02和scCO2aTPS100CNF0.02GAy泡沫样品的制备过程中,超临界二氧化碳辅助加工使得支链淀粉双螺旋结构被打开更加容易。这意味着在凝胶化过程中解缠结的淀粉支链将具有与自身或增塑剂(即甘油)以及淀粉直链分子重新形成氢键的可能。推测scCO2aTPS100CNF0.02和scCO2aTPS100CNF0.02GAy泡沫样品中这些已解缠支链淀粉分子间形成更强的分子间相互作用力,因而能够在20℃/50%RH放置过程中阻止淀粉重结晶或回生,提高其耐湿气性和抗压缩强度保留率。