11淀粉在高分子材料中的应用研究进展.docx

第PAGE\*Arabic\*MERGEFORMAT39页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT39页11淀粉在高分子材料中的应用研究进展淀粉在高分子材料中的应用研究进展*淀粉是一种天然多糖高分子物质，它以颗粒的形式广泛存在于植物的果实、根、茎、叶中，是自然界产量最大的产品之一，每年全世界都有上亿吨的产量。淀粉作为可再生的自然资源，供应稳定、价格低廉、是食品、造纸、纺织、医药、石油钻井、塑料、精细化工、包装材料制造等工业的重要原材料。由于其良好的生物降解性，被广泛应用于高分子材料中，制成环境友好材料和制品。1淀粉在塑料中的应用1.1填充型淀粉塑料为了改善合成聚合物的降解性和降低成本，将淀粉以填料的形式分散在合成聚合物基体中可得到淀粉填充型生物降解塑料，又称破坏性（崩坏性）塑料。此类塑料源于二十世纪70年代英国l.c珊rm的专利技术···，是目前国内外研究最充分的一类生物降解翅料，在我国尤其受到重视。作为填充剂的淀粉可以是原淀粉、物理改性淀粉或化学改性淀粉。由于淀粉是多羟基极性高分子，而与淀粉共混的塑料一般为疏水性高分子，极性很小，二者结构和极性收稿日期：2006一12—25资金项目：XX省自然科学基盎资助课题（50101）作者筒介：汗志芬（1976），女，实骑师，在职硕士，从事高分子材料的研究。相差甚远【2j。因此，必须对加入的淀粉进行表面处理，使其表面亲水性变为疏水性。根据淀粉改性工艺的不同可分物理改性淀粉和化学改性淀粉两类。物理改性淀粉是由物理方法处理淀粉再与通用塑料共混制得。淀粉的物理改性是指淀粉微细化、通过挤压机破坏淀粉结构或添加偶联剂、增塑剂、结构破坏剂（如水、尿素、碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物）等添加剂以增强淀粉和高聚物的相容性。加拿大st.lawence淀粉公司采用硅烷处理淀粉，再加入玉米油氧化剂，以母料方式工业化生产ecostar。嘶佑n引等用硅氧烷与淀粉和水的悬浮液混合，溶液在80。c下喷雾十燥，得到的粉末与自氧化剂乙酸乙酯、油酸混合，再与聚乙烯共混，制成母料，并与聚乙烯共混挤出，吹塑得到的薄膜即被认为是降解塑料。戴李宗等l4j对用硅烷、钛酸酯和铝酸酯三种偶联剂表面改性处理后的淀粉进行研究，发现淀粉疏水性得到极大提高，得到力学性能良好的产品。吴俊等【5j将不同粒度梯度的微细化淀粉疏水化改性后与ldpe共混，分析不同粒度微细化淀粉与ldpe共混体系的相态结构。结果表明：随着淀粉粒度的降低，微细化淀粉在ldpe中的分散性提高；淀粉粒度降低有利于改善共混体系的加工性能和力学性能。化学改性淀粉在二十世纪80年代末非常活跃，淀粉经化学改性后添加到塑料中而制得可降解塑料。对淀粉化学改性的目的就是提高其与塑料的相万方数据汪志芬等：淀粉在高分子材料中的应用研究进展’2d06年第3期容性，通常是向淀粉分子引入疏水基团，这些基团在淀粉与pe等高聚物之问起到改善相容性的作用，常用疏水基团丙烯酸酯类、乙酸乙烯酯、丙烯酸胺等。由于淀粉可以接枝亲水性或疏水性单体而使改性后的淀粉具有单体聚合物的亲水或疏水特性，因此，在淀粉塑料中以淀粉接枝共聚物研究的较多，目前生产pe生物降解膜常用的化学改性淀粉是淀粉一乙烯一丙烯酸共聚物。美国的费斯克公司以此改性淀粉与原淀粉、pe共混制造的产品可用于食品包装、垃圾袋等。德国ca嘶塑料公司的pe932l、意大利蒙特爱迪生公司的淀粉／聚烯烃塑料、美国colomn公司的酯化淀粉／pe、醚化淀粉／pe和接枝共聚物／淀粉／树脂等均采用化学方法改性淀粉。吴俊_6i等通过对淀粉的偏磷酸钠交联改性和硅烷偶联剂表面处理，使改性淀粉具有一定的亲酯性能，然后与一种可生物降解的聚酯类物质px在甘油、乙二醇复合增塑剂、增溶剂eaa存在情况下，双螺杆挤出造粒，所得膜的机械性能、耐水性、熔融性均达到'『国家行业标准，而改性淀粉的质量百分数可达50％～70％。虽然填充型淀粉塑料风靡一时，仅美国就曾发展到年产逾10万t，我国在这方面也做了不少的研究工作。研究单位主要有江西科学院应用化学研究所、天津大学、长春应用化学研究所、华南理工大学等。生产厂家已达80多家。但国内外近十来年的降解性能试验表明，由于填充型淀粉塑料含淀粉量只有7％～30％，虽然其中的淀粉能酶解，但合成聚合物的c—c单键短时间内难于酶解或水解，淀粉降解后的塑料组分成为碎片留在土壤或水域中，造成对环境的二次污染。7j。因此，人们认为填充型淀粉塑料解决污染意义不大。1.2