物理交联淀粉的共混改性

论文摘要

淀粉是一种来源广泛、价格便宜、可以完全生物降解的可再生资源。近年来开发研究生物降解材料已成为热门课题,淀粉发泡材料的研究受到了国内外专家的重视,但是已有的研究大多关注化学发泡淀粉的生产工艺,对淀粉的物理的发泡研究较少,为此本文对物理发泡淀粉进行了较为系统的研究。本文采用玉米交联淀粉、玉米淀粉、氧化淀粉、木薯交联淀粉和水按一定比例混合、糊化后,冷冻干燥制备出物理交联淀粉,然后借助差热分析(DSC)、广角X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子万能试验机对其性能进行研究。研究结果表明：DSC峰值随着水分含量的减小,逐渐增大。随着玉米原淀粉、玉米木薯淀粉、玉米交联淀粉含量的增加,峰值温度与焓值先增大后减小。木薯氧化淀粉流动性好,随着木薯氧化淀粉含量的增加,峰值温度与焓值不断增大。冻干糊化后的物理交联淀粉X射线衍射曲线都呈现弥散状态,衍射峰微晶结构主要是由淀粉回生所引起的。高交淀粉物理交联作用大于空间位阻作用时,氢键数目上升,重结晶性能提高；反之,氢键数目下降,重结晶性能降低。冷冻干燥后的玉米原淀粉、木薯交联淀粉材料孔洞呈蜂窝状,玉米交联淀粉、木薯氧化淀粉材料孔洞呈长方形沟壑状。这些空洞都是由于冷冻干燥后水分升华后产生的,冰晶的形成过程是影响冻干材料表面形貌形成的主要因素。随着高交含量的提高,压缩强度先增大后减小,随后又降到初始状态。交联淀粉生含有大量的磷酸二酯键,增强了氢键的作用。氧化淀粉克服了其它淀粉高浓度流动性差的缺点,显著改善了产品的力学性能。淀粉含量、高交含量和三氯氧磷的用量是影响淀粉材料压缩强度的主要因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 变性淀粉的种类
• 1.3 交联淀粉与氧化淀粉的性质及应用
• 1.3.1 交联淀粉
• 1.3.2 交联淀粉的特性与应用
• 1.3.3 氧化淀粉
• 1.3.4 氧化淀粉的应用
• 1.4 水凝胶的制备及应用
• 1.4.1 水凝胶
• 1.4.2 水凝胶的分类
• 1.4.3 水凝胶的形成条件
• 1.4.4 水凝胶的制备
• 1.5 物理交联的理论基础
• 1.5.1 淀粉的分子结构与性能
• 1.5.2 淀粉颗粒的基本特性
• 1.5.3 淀粉的糊化
• 1.5.4 淀粉分子中氢键的作用
• 1.5.5 升华机理
• 1.5.6 物理交联方案的提出
• 1.6 论文研究内容及创新点
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 创新点
• 第2章 材料与方法
• 2.1 试验材料及设备
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验主要仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 木薯交联淀粉的制备
• 2.2.2 玉米交联淀粉的制备
• 2.2.3 高交联玉米淀粉的制备（简称高交）
• 2.2.4 物理交联共混淀粉的工艺流程
• 2.3 实验分析方法
• 2.3.1 沉降积的测定
• 2.3.2 水含量的分析
• 2.3.3 粘度的测定
• 2.3.4 差热分析
• 2.3.5 直链与支链淀粉含量的测定
• 2.3.6 X射线衍射测量方法
• 2.3.7 扫描电镜
• 2.3.8 力学性能
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 影响淀粉性质的单因素研究
• 3.1.1 交联反应机理
• 3.1.2 交联反应单因素研究
• 3.1.3 氧化机理
• 3.2 粘度的测定
• 3.3 DSC的测定
• 3.4 直链与支链含量的测定
• 3.5 XRD分析
• 3.6 扫描电镜分析
• 3.7 力学性能
• 第4章 结论与展望
• 4.1 论文主要结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果