淀粉基生物降解塑料的应用研究进展.doc

淀粉精细化学品淀粉基生物降解塑料的应用研究进展班级: 2010 级高分子材料与工程( 2 )班姓名:郭艳艳学号: P102014327 时间: 2012-10-22 淀粉基生物降解塑料的应用研究进展摘要: 本文介绍了淀粉的结构和性能, 淀粉基塑料的分类, 阐述了其降解机理, 重点综述了的生物降解材料的应用情况及研究进展概况,并在使用材料出现的问题的基础上提出淀粉基降解塑料的发展趋势。关键词: 淀粉基,降解塑料,生物降解以淀粉为原料的塑料是具有广泛应用前景的生物可降解材料,它具有来源丰富, 价格低廉, 可重复再生, 易生物降解以及阻氧性能好等优点, 因此用该材料加工的产品不仅是传统一次性塑料制品的极好替代品, 同时也是二十一世纪的新型绿色包装材料,将引发包装行业的一次绿色革命。同时,淀粉基生物降解塑料可缓解普通塑料带来的“白色污染“问题, 对于保护人类环境, 促进人与自然的和谐统一, 推动绿色“ GDP ”增长具有重要意义,符合国家可持续发展战略。 1 淀粉的结构及性能淀粉分子式为(C6H10O5)n ,结构式:图 天然淀粉是以内部有结晶结构的小颗粒状态存在的,其分子结构有直链和支链两种。对于不同的植物品种,其淀粉颗粒的形状,大小以及直链淀粉和支链淀粉含量的比例都各不同。淀粉颗粒的粒径大都在 15~ 100 μm。直链淀粉是由α-1,4 葡萄糖苷键连接的线性葡聚糖聚合物,相对分子质量为(20 ~200) ×104 ,而支链淀粉是由α-1,4和α-1,6 糖苷键连接的具有分支结构的葡聚糖聚合物,相对分子质量为(100 ~400) ×106 。天然淀粉分子间存在氢键,溶解性很差,亲水但并不易溶于水。加热时没有熔融过程,300 ℃以上分解。然而淀粉可以在一定条件下通过物理过程破坏氢键变成凝胶化淀粉或解体淀粉。这种状态的淀粉结晶结构被破坏,分子变得无序化。有两种途径可以使淀粉失去结晶性:一是使淀粉在含水>90% 的条件下加热,至 60-70 ℃时淀粉颗粒首先溶胀,而后达到 90℃以上时淀粉颗粒消失而凝胶化。二是在水含量<28% 的条件下将淀粉在密封状态下加热,塑炼挤出。这种淀粉和天然淀粉颗粒不同,加热可塑,称为热塑性淀粉,这种淀粉可制备淀粉塑料,同时实验研究表明,直链淀粉更适合制备塑料制品,且机械性能优良。 2 淀粉基塑料的分类 填充型淀粉基塑料填充型淀粉塑料又称生物破坏性塑料,其制造工艺是在通用塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂,然后加工成型, 此类产品淀粉含量都不是很高, 淀粉含量不超过 30% , 这是因为淀粉和塑料树脂的极性相差较大, 相互黏结性差,增加淀粉含量会造成拉伸强度和断裂伸长率的下降,为了增加淀粉含量一般对淀粉表面进行疏水改性或者加入界面增溶剂。哈尔滨工业大学的陈建华[1]等以聚乙烯蜡为增溶剂在单螺杆挤出机上实现了低密度聚乙烯(LDPE) 、高密度聚乙烯(HDPE) 及线性低密度聚乙烯(LLDPE) 对淀粉的增溶共混过程, 制备出具有良好实用性能的塑料地膜。同时结果表明,聚乙烯蜡的加入可明显提高塑料膜的力学性能和生物降解性能。 光- 生物双降解淀粉塑料光/ 生物降解塑料由淀粉、光敏剂、合成树脂及少量助剂制成,其中光敏剂主要是过渡金属的有机化合物或盐。其降解机理是淀粉被生物降解,使可降解塑料原料高聚物母体变疏松,增大