木薯淀粉—瓜尔胶复合膜的制备及性能研究

论文摘要

近年来,在开发以可再生资源为原料的可降解塑料的过程中,淀粉作为一种极具优势的天然高分子原料,其潜作用正在被探索。普通淀粉膜由于质脆、强度低、耐水性差,一直没有在工业上得到广泛应用。本文研究的重点是:先以淀粉为基材分别添加瓜尔胶,阴离子瓜尔胶、硼酸制备复合膜。以双醛化木薯淀粉为基材添加一定比例的瓜尔胶制成复合膜。对这些复合膜进行表征,性能进行测试。通过对复合膜的研究,扩展了淀粉基膜材料在食品包装与医药包装领域可能应用的范围。首先,以木薯淀粉与原瓜尔胶,木薯淀粉与阴离子瓜尔胶为原料按一定的比例制备复合膜,分别对复合膜进行表征,对复合膜的性能进行测试。以强度为指标的最优样本原料成份为:淀粉80%、瓜尔胶20%,与原淀粉膜相比强度提高50%,伸长率下降30%,水蒸气透过率下降15.8%,吸水率几乎没有变化。以伸长率为指标的最优样本原料成份为:淀粉80%,阴离子瓜尔胶20%,与原淀粉膜相比伸长率提高了142%,但强度降低了22%,水蒸气透过率下降了5.4%,吸水性降低了5.5%,瓜尔胶加入后能明显降淀粉膜的水蒸气透过率。然后,以硼酸为添加剂,分别添加硼酸（质量分数）2%、5%、10%到瓜尔胶/木薯淀粉中制成复合膜,分别对复合膜进行表征和性能测试。研究硼酸对膜性能的影响。最后,用双醛木薯淀粉与原瓜尔胶按一定比例混合,制备复合膜,分别对双醛淀粉和双醛淀粉-瓜尔胶膜进行表征和性能测试。研究结果表明,双醛淀粉与瓜尔胶比为20:80时复合膜有较高的伸长率与强度,水蒸气透过率随瓜尔胶的增加有所降低。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 淀粉特性
• 1.2.1 淀粉的化学结构
• 1.2.2 直链淀粉和支链淀粉
• 1.3 淀粉膜性能的影响因素
• 1.3.1 糊化
• 1.3.2 淀粉类型对膜性质的影响
• 1.3.3 塑化剂
• 1.3.4 干燥条件
• 1.4 瓜尔胶的特性
• 1.4.1 瓜尔胶的化学结构
• 1.4.2 瓜尔胶的性质
• 1.4.3 改性瓜尔胶
• 1.4.4 阴离子瓜尔胶
• 1.4.5 瓜尔胶的应用
• 1.5 双醛淀粉
• 1.5.1 双醛淀粉性质
• 1.5.2 双醛淀粉制备原理
• 1.5.3 双醛淀粉的应用
• 1.6 天然聚合物膜
• 1.6.1 天然聚合物膜简介
• 1.6.2 淀粉基膜及发展趋势
• 1.7 研究的意义、目的及思路
• 1.7.1 研究意义
• 1.7.2 研究目的
• 1.7.3 研究思路
• 第二章 木薯淀粉-瓜尔胶复合膜的制备及性质研究
• 摘要
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 材料及设备
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 分析方法与性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 红外光谱分析（FT-IR）
• 2.3.2 热重分析（TG）
• 2.3.3 扫描电镜分析（SEM）
• 2.3.4 RVA分析
• 2.3.5 淀粉-瓜尔胶膜的力学性能（Mechanical properties）
• 2.3.6 水蒸气透过率（WVP）分析
• 2.3.7 吸水性能分析（Water uptake）分析
• 2.4 小结
• 第三章 硼酸对木薯淀粉/原瓜尔胶成膜性质的影响
• 摘要
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 材料及设备
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 红外光谱分析（FT-IR）
• 3.3.2 热重分析（TG）
• 3.3.3 扫描电镜分析（SEM）
• 3.3.4 RVA分析
• 3.3.5 硼酸的用量对膜力学性能的影响（Mechanical properties）
• 3.3.6 水蒸气透过率（WVP）分析
• 3.3.7 吸水性能分析（Water uptake）分析
• 3.4 小结
• 第四章 双醛化木薯淀粉与瓜尔胶复合膜的制备及性能研究
• 摘要
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 材料及设备
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.3 分析方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 红外光谱分析（FT-IR）
• 4.3.2 热重分析（TG）
• 4.3.3 扫描电镜分析（SEM）
• 4.3.4 RVA分析
• 4.3.5 双醛淀粉-瓜尔胶复合膜的力学性能比较（Mechanical properties）
• 4.3.6 水蒸气透过率（WVP）分析
• 4.3.7 吸水性能分析（Water uptake）分析
• 4.4 小结
• 第五章 全文结论与研究展望
• 5.1 全文结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢