可降解淀粉基缓冲材料的制备及其性能研究

论文摘要

淀粉经糊化处理后,添加一定的增塑剂和防水剂,可以加工成一种新型完全可降解淀粉基发泡材料。淀粉基发泡材料是一种重要的生物降解材料,淀粉基发泡材料的制备对寻求绿色缓冲材料具有重要意义,也是解决现阶段白色污染的有效途径之一本论文以淀粉为主要原料,采用模压成型方法制备,对制备材料进行了力学性能及物理性能的测试,用体视显微镜观察了制备材料的发泡泡孔情况。取得的主要成果如下：(1)研究了淀粉基发泡复合材料的成型工艺—模压成型方法。本研究模压成型工艺简单,成型时需要的原材料少,工艺参数控制容易,本研究通过反复试验,确定了模压成型的最优工艺参数,研究表明：含水率为50%,初始压力为3000N,初始温度100℃,定型压力4000N,最终温度160℃,定型时间8min,保温时间20min时成型材料的外观平整无裂纹、气泡多缓冲性好。(2)研究了不同种类淀粉的发泡材料的差异。结果表明：玉米淀粉和马铃薯淀粉材料的外观好,缓冲性好,但气泡少；木薯淀粉和红薯淀粉材料缓冲性好,气泡多而且均匀,但成型较差；小麦淀粉成型后的材料裂纹多,豌豆淀粉成型后无气泡,这两种淀粉不适合淀粉发泡材料。(3)研究了PVA／淀粉共混体系的力学性能和物理性能。通过选用适当的增塑剂、阻湿剂和合适的模压成型工艺参数,实现了淀粉与PVA的共混,同时对材料的力学性能和物理性能进行测试分析。结果表明：马铃薯淀粉用量为50g、PVA用量为20g、甘油用量为10g、尿素用量为10g、甲酰胺用量为5g、液体石蜡为10g时制得的材料的缓冲性能最好,吸湿性最小,与聚苯乙烯泡沫塑料的力学性能最接近。(4)考察了不同种类淀粉按不同的比例混合后,通过体视显微镜观察复合材料的发泡程度的不同。结果表明：当木薯淀粉为30g,马铃薯淀粉为20g时,在体视显微镜下,材料的泡孔大而且气泡分散均匀,材料的缓冲性最好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外淀粉基复合材料研究现状
• 1.2.1 成型方法研究现状
• 1.2.2 淀粉性能改善方面的研究
• 1.3 课题主要研究内容
• 第二章 淀粉的改性及发泡
• 2.1 淀粉的结构和性质
• 2.2 淀粉的改性
• 2.2.1 淀粉改性的方法
• 2.2.2 淀粉的糊化
• 2.2.3 变性淀粉的性质
• 2.3 淀粉发泡成型的方法
• 2.4 模压发泡工艺路线
• 2.4.1 水蒸气发泡工艺流程
• 2.4.2 PVA/淀粉发泡工艺流程
• 2.5 影响模压成型的工艺参数
• 2.5.1 模压压力
• 2.5.2 模压温度
• 2.5.3 固化时间
• 2.6 本章小结
• 第三章 试样制备及性能测试方法
• 3.1 原材料
• 3.2 设备及仪器
• 3.3 成型试样的工艺参数
• 3.4 工艺参数最优化
• 3.5 不同种类纯淀粉的发泡
• 3.5.1 纯淀粉发泡材料的特点
• 3.5.2 纯淀粉发泡材料的不足
• 3.6 淀粉发泡材料特性的改善
• 3.7 与PVA共混淀粉材料的制备
• 3.7.1 单种淀粉添加增塑剂和阻湿剂
• 3.7.2 多种淀粉混合
• 3.8 性能测试方法
• 3.8.1 力学性能测试
• 3.8.2 硬度测试
• 3.8.3 吸湿性测试
• 3.8.4 耐热性测试
• 3.8.5 吸水性测试
• 3.8.6 体视显微镜测试
• 3.9 本章小结
• 第四章 PVA/淀粉发泡材料性能测试实验
• 4.1 PVA/淀粉发泡材料力学性能实验
• 4.1.1 实验数据
• 4.1.2 力学性能最优的正交分析
• 4.1.3 淀粉种类对力学性能的影响
• 4.1.4 PVA含量对力学性能的影响
• 4.1.5 增塑剂对力学性能的影响
• 4.1.6 阻湿剂对力学性能的影响
• 4.1.7 不同比例淀粉混合后的力学性能
• 4.2 PVA/淀粉材料硬度实验
• 4.2.1 实验数据及硬度最优的正交分析
• 4.2.2 增塑剂对硬度的影响
• 4.2.3 不同比例淀粉混合后硬度的变化
• 4.3 PVA/淀粉材料吸湿性实验
• 4.4 PVA/淀粉材料耐热性实验
• 4.5 PVA/淀粉材料吸水性实验
• 4.6 PVA/淀粉材料显微镜测试
• 4.6.1 不同含量PVA与淀粉共混
• 4.6.2 不同比例淀粉相混合
• 4.7 PVA/淀粉发泡材料实物图
• 4.8 PVA/淀粉材料可降解性实验
• 4.9 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢