导　　师： 张水洞

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 淀粉具有来源广泛、可再生及易改性等优点,在全生物降解材料领域中具有广阔的应用前景。然而,淀粉的葡萄糖单元结构存在众多的羟基,在分子链内部和分子链之间形成强烈的氢键作用,导致淀粉难以热塑加工,应用受限。以甘油为增塑剂,借助螺杆剪切作用,破坏淀粉的氢键作用力,所得热塑性淀粉(TPS)也因高脆性、低耐水性和耐热性等缺陷而无法广泛应用。因此本论文对淀粉进行离子改性,通过金属离子与羟基形成的配位键构造螯合结构,增加TPS分子链之间的作用力,以达到提高TPS力学和热学性能的目的。基于相形态和界面结合强度的调控机理,对TPS进行酸化改性,降低TPS的熔融黏度,继而与聚对苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯(PBAT)挤出制备PBAT/TPS共混物,将为高性能TPS的制备和应用提供新方法和理论指导。本文考察了反应挤出过程中钙盐种类对TPS性能的影响机制,分别采用Ca含量为1 wt.%(基于淀粉质量)的马来酸钙、氯化钙和葡萄糖酸钙(CG)与淀粉/甘油混合物(70:30 wt.%)在145°C下反应挤出。对产物采用DMA和拉伸实验测试,结果表明只有CG对TPS具有增强作用;进一步考察CG含量(5-20 wt.%)对TPS性能的影响规律,采用FTIR、XPS、SEM和EDS对CG改性TPS(TPS-CGs)的结构进行表征,测试结果表明Ca与淀粉单元结构上的羟基化合形成配位键,形成具有刚性性质的螯合结构;采用TG-IR、DMA、力学测试考察Ca含量对TPS-CGs热学和力学性能的影响机制,随着CG含量增加,TPS-CGs的T由48.1°C增加至66.8°C,TPS-CGs中淀粉的分解温度从314°C提升至326°C,CO、呋喃等有毒气体释放量大幅度降低,其拉伸强度和缺口冲击强度分别从4.7 MPa和2.1 J/m增加到7.4 MPa和3.2 J/m。本内容的研究表明,CG与淀粉/甘油混合物(70:30 wt.%)反应挤出,所得螯合结构能显著提高TPS的热学性能和力学性能。基于共混物的相形态和界面结合�

关 键 词： 热塑性淀粉 聚对苯二甲酸丁二醇 己二酸丁二醇共聚酯 螯合结构 酸化改性 相形态 吹塑薄膜 力学性能 热学性能

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