熔融温度低,因此无法进行热塑性加工,这就极大的限制了淀粉的应用。所以, 想要将淀粉应用到塑料行业,就必须对其进行改性[6]。
要使淀粉能够变得易于加工,就要对淀粉进行改性,使之具有热塑性。向淀 粉中加入小分子增塑剂,淀粉分子间和分子内氢键被塑化剂与淀粉之间较强的氢
键作用所取代,从而提高了淀粉分子的分子活动能力,降低了玻璃化转变温度, 使淀粉表现出了可塑性。最后可通过挤出模压等一系列工艺,便可制得热塑性淀
粉。原淀粉在改性成热塑性淀粉的过程中,会经历三个阶段[7]: A、预糊化处理,淀粉的颗粒会完全破碎,之后再重新融合;
B、淀粉分子间和分子内氢键断裂,使淀粉的结晶性大大降低;论文网
C、淀粉分子中有部分会降解,从而使分子量降低,这一变化主要被认为发 生在支链上[8]。
淀粉塑化后,淀粉分子间和分子内氢键减弱,淀粉颗粒完全破坏,从而改变
结晶态。这些变化可通过红外谱图、扫描电镜谱图以及衍射谱图来分析判断[ 9 ]。
1。3。2 热塑性淀粉的性能及应用
热塑性淀粉不仅有着和塑料所相近的各种性能,而且还能在较为简单的条件 下快速地降解,是具有很大优势的“绿色材料”。它和原来的淀粉基相比,优势 较为明显。首先,热塑性淀粉在各种环境中都具备完全生物降解的能力,降解后 仅生成水和二氧化碳,都不是污染物质;另外,采取适当的工艺,可以让热塑性 淀粉塑化后达到和塑料相近的机械性能;最重要的是,淀粉是自然界最常见的原
料,原料成本会低于淀粉基塑料和传统塑料。
热塑性淀粉的应用正在积极开发中,目前主要应用于以下几个方面[10]:
(1)包装领域 用于固体干燥食品的包装,比如乳制品的包装,一次性餐 具的包装,超市包装袋等。以及非食品包装,比如化肥包装袋,垃圾袋等。
(2)农业领域 用热塑性淀粉加工的地膜不仅具有良好的保湿防虫效果, 降解后还能增加土壤的生物活性。
(3)生活用品 像儿童使用的纸尿裤、高尔夫球场上的草坪固定钉等都能 见到热塑性淀粉的影子
(4)医学领域 缝合伤口所用的缝合线,一次性使用的医疗器具等。
1。3。3 热塑性淀粉的发展
目前,淀粉工业已经逐渐成为重要工业之一,对淀粉的利用也越来越多样化。
虽然原淀粉在性能上有诸多不足,但是在将其改性之后所表现出的性能较为优秀, 其应用前景是很可观的。因此,如何对淀粉进行更有效的利用,如何将淀粉应用
到更多的领域上,成为了许多国家研究的重中之重。对美国来说,它是玉米淀粉 的生产大国,如何进一步应用玉米淀粉已经成为首要任务[11]。研究玉米淀粉替代 传统塑料不仅仅为了解决玉米淀粉的积压问题,更是为了可以减少塑料工业对石 油的依赖性,从而减少石油的进口量。在如今这个石油储量日益减少的时候,意
义是非常重要的。我国也同样是个淀粉生产大国,也同样有着淀粉积压的现象, 如何充分利用淀粉资源同样是我国研究人员面临的重要问题。由于热塑性淀粉力
学性能和耐水性较差,就不得不对其进行改性,但这样一来制备成本也相应增加; 热塑性淀粉与可降解聚合物的共混的相容性问题也还有待解决。就目前而言,由 于以上原因,热塑性淀粉材料不能完全代替聚合物。所以,在涉及到热塑性淀粉 材料的一些应用方面的领域还有待进一步开发。