玉米高直链淀粉的特性及其成膜与醋酸酯化研究

论文摘要

本文以高直链玉米淀粉为对象,运用现代观察和测试手段对其聚集态结构和理化性质进行了系统研究和表征,制备了高直链玉米淀粉热塑性流延膜和高直链玉米淀粉高取代度醋酸酯,并对其性能和结构进行了研究和表征。主要研究结果如下:1.高直链玉米淀粉颗粒表面并不平坦,形状多种多样,具有明显的偏光十字,位于颗粒的中心。淀粉颗粒粒径在3～30μm之间,体积平均粒径小于普通玉米淀粉。结晶属于B型结晶,与普通玉米淀粉不同,结晶度18%,大大低于普通玉米淀粉。糊化温度在120℃左右,明显高于普通玉米淀粉。组份绝大部分是碳水化合物,含有少量蛋白质和脂肪。水溶性高于普通玉米淀粉,膨胀度则低于普通玉米淀粉。糊透明度较低。表观黏度随温度的升高,先增大后减小,峰值出现在120℃左右。2.确立了以高直链玉米淀粉为原料,采用PVA、甘油、乙二醛及其它助剂交联、塑化制备全生物降解淀粉膜的最佳反应体系和最适加工工艺,并对薄膜的力学性能、流变性能和降解性能进行了测试。研究结果表明以高直链玉米为原材料制成的薄膜具有较高力学性能,拉伸强度和断裂伸长率分别可达14.12MPa和19.9%,比在同等条件下制备的普通玉米淀粉薄膜的分别高出70%和180%,可在一定程度上替代传统包装物。在土壤中能够完全降解并可在自然状态下一定时间内能够保持良好的力学性能。3.以高直链玉米淀粉为原料,冰醋酸和酸酐为改性剂,MSA为催化剂,制备了高取代度高直链玉米淀粉醋酸酯,研究了酸苷与葡萄糖残基比例、催化剂用量、反应温度、反应时间、淀粉种类等反应条件对取代度的影响。确立最佳反应条件为催化剂0.1mL,淀粉葡萄糖基与酸的物质量比1:5.3,反应温度75℃,反应时间3h,在最佳反应条件下取代度可达2.84。用傅立叶红外和X射线衍射对醋酸酯的结构进行了表征。红外光谱上羟基伸缩振动峰的减弱、羰基振动峰的增强和醋酸酯特征峰的出现表明乙酰基团确实被引入。X射线衍射图谱显示淀粉结晶结构被破坏,结晶度几乎为零。研究发现相同反应条件下,高直链玉米淀粉比普通玉米淀粉更容易进行醋酸酯改性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 插图和附表清单
• 1 文献综述
• 1.1 淀粉的基本问题
• 1.2 淀粉的塑化
• 1.3 淀粉的改性
• 2 引言
• 2.1 研究目的与意义
• 2.2 研究内容
• 3 材料与方法
• 3.1 实验材料与设备
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验设备
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 高直链玉米淀粉的性质研究
• 3.2.2 高直链玉米淀粉薄膜的制备与性能研究
• 3.2.3 高取代度高直链玉米醋酸酯的合成与结构表征
• 4 结果与分析
• 4.1 高直链玉米淀粉的性质研究
• 4.1.1 微观形貌观察与结构特征表征
• 4.1.2 组份含量测定
• 4.1.3 淀粉糊的基本性质测定
• 4.2 高直链玉米淀粉薄膜的制备与性能研究
• 4.2.1 不同因素对薄膜力学性能的影响
• 4.2.2 不同加工工艺对薄膜性能的影响
• 4.2.3 淀粉膜材料流变性能分析
• 4.2.4 薄膜的降解性能测试
• 4.2.5 薄膜形貌表征
• 4.3 高取代度高直链玉米醋酸酯的合成与结构表征
• 4.3.1 不同反应条件对淀粉醋酸酯取代度的影响
• 4.3.2 高直链玉米淀粉醋酸酯的结构表征
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介