淀粉基生物降解塑料的研究进展

! 12!

河南化工

H ENAN C HE M I CA L I NDUSTRY 2007年 第24卷

淀粉基生物降解塑料的研究进展

刘培义, 李 林, 李新法, 牛明军, 陈金周, 曹立伟

(郑州大学材料科学与工程学院, 河南郑州 450052)

摘 要:生物降解塑料发展至今, 已经取得了一些进展, 特别是对淀粉基生物降解塑料的研究, 更是取得了可喜的进展。但在诸多方面仍存在着很多难题亟待解决, 以更有效地缓解当今环境污染和资源匮乏问题。本文从成型加工性能、使用性能等方面阐述了淀粉基生物降解塑料的研究进展概况。关键词:淀粉; 生物降解; 耐水性; 力学性能; 白色污染

中图分类号:TQ322 文献标识码:A 文章编号:1003-3467(2007) 09-0012-03

R esearch Advance of Starch -B ased B i odegradable Plastic

LI U P ei -yi, LI L in, LI X i n -f a , N I U M ing -jun, CHEN Jin -zhou, CAO Li -we i (College o fM aterial Sc i e nce and Eng i n eering , Zhengzhou Un i v ersity , Zhengzhou 450052, Ch i n a) Abst ract :S i n ce the b i o degradable p l a stics deve l o ped , it has been gotten so m e ach ieve m ents , especia lly

i n t h e fi e l d of the starch biodegradable plastics , i n wh ich great progress has been m ade . H o w ever , for the proble m of env ironm ent pollution and ener gy shortage , there are still ex isting so m e prob le m s to be solved . In this paper , the research advances of starch -based biodegradab le p lastics are rev ie wed fr o m proces sability and serv ice perfo r m ance . K ey w ords :starch ; b i o degradati o n; w ater resistance; m echanics perfor m ance; w hite po ll u tion

淀粉不具有热塑性能, 难以进行成型加工。但是可

以通过对淀粉接枝改性或加入增塑剂的方法, 来削弱淀粉分子间氢键的作用, 提高分子链的扩散能力, 降低材料的玻璃化转变温度, 以在分解前实现微晶淀粉的熔融, 从而使淀粉具备热塑性加工的可能性。现行常用的对淀粉进行增塑的方法主要有以下几种

[2-3]

1 前言

白色污染 已成为公认的世界性难题。为此, 世界各国投入了大量的人力、物力和财力, 对可降解材料进行了研究开发, 其中淀粉基生物降解塑料的研究受到了国内外的广泛关注。淀粉作为一种天然高分子材料, 早在20世纪70年代就被作为填充剂添加到高聚物中

[1]

:

。当时淀粉只是作为廉价的添

加剂, 以降低材料的生产成本。作为真正意义上的降解塑料被应用, 是从20世纪90年代开发的全淀粉降解塑料开始的。经过了十几年的发展, 对于淀粉生物降解塑料的研究取得了可喜的成果, 然而仍存在一些难题需要解决。

2. 1 增塑剂改性法

增塑剂改性法是通过添加增塑剂使淀粉分子间原有的氢键破坏, 从而降低淀粉的结晶性, 使淀粉具有热塑性。早在1995年就曾有人用甘油三酯为增塑剂, 对醋酸酯淀粉进行增塑, 与可生物降解的脂肪族聚酯共混挤出成膜, 得到性能良好的产品。G i u lia Bonacucina 等

[4]

对增塑剂影响淀粉的成膜性做了研

2 淀粉塑料的成型加工性能

天然淀粉是刚性的颗粒结构, 含有大量的羟基极性基团, 分子链之间具有较强氢键作用; 因此天然

收稿日期:2007-07-16

究, 发现当增塑剂(除了甘油) 的添加量少于30%时, 不但不能有效地增加淀粉薄膜的弹性, 反而会降低它的机械性能。

作者简介:刘培义(1982-), 男, 硕士研究生, 从事生物降解塑料的研究, 电话:[1**********]。

第9期 刘培义等:淀粉基生物降解塑料的研究进展! 13!

2. 2 淀粉的接枝改性法

淀粉分子上的自由基被其他基团取代, 从而改变了淀粉的性能, 使淀粉具有热塑性, 如酯化淀粉、醚化淀粉等。产生自由基的方法主要有化学引发、辐射引发和物理引发等, 接枝共聚淀粉的性质取决于所用的单体和接枝百分率。

[5]

黄灵阁等在氮气气氛下以硝酸铈铵作为引发剂将丙烯酸丁酯接枝到淀粉上, 使原淀粉的结晶结构受到了明显的破坏, 增强淀粉的可塑性。石红

[6]

锦等研究了一种淀粉接枝改性的新方法, 利用此方法可制备乳酸/淀粉接枝共聚物。他先将乳酸在磷酸铝(A l P O 4) 催化下, 用二氢吡喃对乳酸进行羟基保护, 然后将乳酸酰氯化。在带有搅拌、回流管和温度计的三口烧瓶中, 加入2g 淀粉和12mL 吡啶, 搅拌使淀粉充分分散, 油浴温度为115∀。在该温度下活化1h 后, 加入过量的乳酸酰氯进行反应, 反应完毕后, 冷却, 产物用乙醇及蒸馏水反复洗涤, 然后以丙酮为溶剂, 用索氏提取器进行提取。滤饼经80∀真空干燥24h , 即得接枝产物。

辐照引发高分子接枝也是一种比较常用的方法, 早在20世纪60年代, 美国科学家Rcyes 将淀粉置于氮气中, 在电子加速器产生的电子束辐照下与丙烯酰胺接枝共聚。经过几十年的发展, 辐射接枝方法已较为成熟。与化学接枝法相比, 辐照接枝改性淀粉的方法具有产物纯净、接枝率和接枝效率较高、工艺简单等优点。陈金周等利用Co - 射线对淀粉进行辐照, 研究了处于半干固相状态下的玉米原淀粉与甲基丙烯酸甲酯(MMA) 在室温和剂量率为125Gy /mi n 条件下的固相共辐射接枝反应。

2. 3 淀粉包覆改性法

将淀粉用一种或几种高分子包覆, 从而使淀粉具有热塑性的方法。包覆剂常用的有聚乙烯(PE ) 、聚氯乙烯(PVC ) 、聚苯乙烯(PS) 、聚甲基丙烯酸甲酯(P MMA ) 、乙烯#醋酸乙烯共聚物(EVA ) 、聚醚类、聚酯类和偶联剂等。这类方法是较早的一类改善淀粉耐水性的方法, 但选用的包覆剂一般难以降解, 比如PE 、PVC 等, 属不可降解材料。用这种方法制得的材料虽然可能会具有较好的使用性能, 但它不能完全降解, 只有淀粉部分可以降解, 没有真正的起到减缓环境污染的作用。

[8]

60

[7]

它成为可以用来加工的一种高分子材料。但一种材料最有价值的是它的使用性能, 有了良好的使用性能, 这种材料才具有良好的发展空间和市场前景。科研人员尝试了很多方法来优化淀粉塑料的性能, 以使得淀粉基生物降解塑料更加有竞争力, 主要包括改善淀粉塑料的耐水性和力学强度等。3. 1 耐水性

常用的改善淀粉耐水性的方法有以下几种:∃对淀粉涂层改性。通过在淀粉塑料表面涂布难溶或不溶于水且具有完全生物降解性能的高聚物, 从而可以在保证材料完全生物降解性的同时, 明显改善

[9]

其耐水性。Fri n gan t 等将淀粉三醋酸酯在二氯甲烷中形成的溶液作为淀粉塑料的涂饰剂涂饰在制品表面, 从而达到了增强耐水性的目的。%与其他可降解材料共混改性。如与脂肪族聚酯共混等。张美

[10]

洁等利用热塑性淀粉(TPS) 与聚己内酯(PCL) 熔融共混的方法, 制备完全生物降解塑料。主要表现为随着共混体系中PCL 增多, 材料吸水率下降, 接触角和R 值(拉伸强度的下降程度) 逐渐增大。&交联改性。交联的目的是减少淀粉中羟基的含量, 即降低了亲水基团的浓度, 从而起到改善耐水性的效果。制备交联淀粉的方法一般是加交联剂于碱性淀粉乳液中, 在20~50∀温度范围内反应, 达到要求的反应程度后, 中和、过滤、水洗和干燥, 即得产品; 另外还可以根据需要和其他变性方法配合使用。Fernando 利用琥珀酸酐交联马铃薯淀粉, 从而改

[12]

善淀粉的耐水性。Le iQ iao 等用AKD 、淀粉为原料, 研制新型的酶法催化改性淀粉, 以改性淀粉的耐水性, 实验在不同的酶量、温度、反应物浓度、反应溶剂等条件下, 制得疏水淀粉。3. 2 力学性能

提高淀粉塑料的力学性能, 从某种意义上等于提高了淀粉塑料与普通通用塑料的竞争力。黄明福[13]

等用蒙脱土(MMT) 对淀粉进行改性, 用熔融挤出方法, 制备了甘油塑化热塑性淀粉(GTPS) 与蒙脱土(MMT)的复合材料, 力学性能测试得出, 蒙脱土质量分数为0~30%时, GTPS /M MT 复合材料的应力达27. 31M Pa , 应变从85. 3%下降到17. 8%, 杨氏模量达到206. 7M Pa ; 断裂能从1. 921N ! m 下降到1. 723N ! m ; 扫描电子显微镜显示蒙脱土均匀分散在GTPS 中, 提高了材料的力学性能。M ark John sona 等

[14][11]

3 淀粉塑料的使用性能

, 研究了利用芒草纤维来改性热塑性淀粉,

发现通过纤维增强的淀粉, 其冲击性能有了很大的

[15]

M /

! 14!

河南化工

H ENAN C HE M I CA L I NDUSTRY 2007年 第24卷

固相接枝的研究[J].高分子材料科学与工程, 2005, 21(5) :286-288. [9]

F ringant C , R i naudo M, G renob le N. A bi odegradab le starch based coati ng to w aterproof hydrophilic m ate rials [J].Sta rch , 1998, 50(7) :292-296.

[10] 张美洁, 李树材, 崔永岩. 热塑性淀粉/聚己内酯共混

物的制备和性能的初步研究[J].中国塑料, 2002, 16(9):34-36.

[11]

F ernando E O rtega -O jeda , H elena L arsson , A nn -Cha rl o tte E liasson . G e l-f o r m ati on in m ixtures of hydr ophobica ll y m odifi ed potato and h i gh a m y l opecti n potato starch [J].Carbohydrate P o l y m e rs , 2005, 59:313-327.

[12] L e i Q i ao , Q u-M i ng G u , H N Cheng . Enzym eca talyzed

synthes i s o f hydrophobica ll y m odified starch[J].Carbo hydra te Po ly m ers , 2006, 66:135-140.

[13] M ing-f u H uang , Ji u-gao Y u , X i ao-fe iM a , e t a. l H i gh

perfor m ance b i odeg radable t her m oplastic starch-E MMT nanoplastics[J].Po l ym er , 2005, 46:3157-3162.

[14] M a rk Johnsona , N i ck T uckerb , S t uart Barnesc , et a. l I m

provem ent o f the i m pact pe rf o r m ance of a starch based b i opo ly m er v i a t he i ncorporati on ofM iscant hus g i ganteus fi bres[J].Crops and P roducts , 2005, 22:175-186.

[15] M aurizio Av ell a , Jan J D e V lieg er , M ar i a Em anue la Err i

co , et a. l B i odeg radab l e starch /clay nano -co m pos i te fil m s for food packag i ng app licati ons[J].Food Chem is try , 2005, 93:467-474.

[16] 孙广平, 贾树盛, 高贵天, 等. 聚丙撑碳酸酯#淀粉共

混物的力学性能与微观形态[J].高分子材料科学与工程, 2004, 20(5):144-150.

[17] 于昊, 李立, 王鸿志, 等. 完全生物降解材料聚丙撑

碳酸酯/玉米淀粉共混物的研究[J].沈阳化工学院学报, 2005, 19(3):188-192

.

料的性能, 他用粘土纳米颗粒对淀粉进行改性, 使淀

粉的结晶度降低了许多, 提高了材料的综合性能。

孙广平

[16]

与于昊

[17]

等对淀粉和聚丙撑碳酸酯

(PPC ) 的共混体系进行了研究, 淀粉和聚丙撑碳酸酯之间通过共混, 能有效提高材料的力学性能。研究发现, 当PPC 为200g 、玉米淀粉300g 、甘油12g 、尿素12g 、蓬灰1g 、马来酸酐5g 时, 得到的共混物的拉伸强度最好。

4 结束语

郑州大学高分子复合材料实验室对淀粉生物降解塑料的研究已经取得了一些成果, 其加工性能已经得到很好的解决, 但在使用性能仍存在一些问题。现阶段我们的工作是先将淀粉交联改性, 减少淀粉分子上的亲水基团, 然后用自行配置的复合增塑剂对改性淀粉进行增塑, 可望在加工性能和使用性能两方面都能得到良好的解决。研究工作还在进行中。

从应用和环保角度看, 淀粉生物降解塑料必须满足以下几个基本条件:∃淀粉生物降解塑料的功能性开发, 提高与通用塑料的竞争力; %确保淀粉生物降解塑料的可降解性。随着科研工作者的不懈努力, 淀粉生物降解塑料在加工性、耐水性、力学性能等诸多方面的难题必将得到解决, 淀粉生物降解塑料也必将在社会上占有更加重要的地位, 以缓解当今的环境污染和资源匮乏。参考文献:

[1] 邱威扬, 邱贤华, 王飞镝, 等. 淀粉塑料[M].北京:化

学工业出版社, 2002.

[2] 潘则林, 王才. 水溶性高分子产品应用技术[M ].北

京:化学工业出版社, 2006.

[3] 胡爱琳, 王公应. 全淀粉降解塑料的研究进展[J].精

细化工, 2004, 21(10):759-762.

[4] G i u li a Bonacuci na , P i era D iM arti no , M arti na P i ombetti , et

a. l Effect o f plastic i zers on properties o f pre-ge lati n i sed sta rch acetate (Amprac 01) free fil m s[J].Inte rnati onal Jou rnal of Phar m aceutics , 2006, 313:72-77.

[5] 黄灵阁, 陈有行, 李新法, 等. 丙烯酸丁酯接枝玉米淀

粉的研制[J].包装工程, 2006, 27(3):1-2.

[6] 石红锦, 李安东, 刘志璋. 乳酸/淀粉接枝共聚方法的

研究[J].沈阳化工学院学报, 2005, 19(3) :200-203. [7] 杨波, 赵榆林, 刘烨. 淀粉和丙烯酰胺的辐照接枝共

聚反应研究[J].高分子材料科学与工程, 2001, 17(6):64-70.

[8] 陈金周, 黄灵阁, 郑丙利, 等. 辐射玉米淀粉-MM A

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河南化工

H ENAN C HE M I CA L I NDUSTRY 2007年 第24卷

淀粉基生物降解塑料的研究进展

刘培义, 李 林, 李新法, 牛明军, 陈金周, 曹立伟

(郑州大学材料科学与工程学院, 河南郑州 450052)

摘 要:生物降解塑料发展至今, 已经取得了一些进展, 特别是对淀粉基生物降解塑料的研究, 更是取得了可喜的进展。但在诸多方面仍存在着很多难题亟待解决, 以更有效地缓解当今环境污染和资源匮乏问题。本文从成型加工性能、使用性能等方面阐述了淀粉基生物降解塑料的研究进展概况。关键词:淀粉; 生物降解; 耐水性; 力学性能; 白色污染

中图分类号:TQ322 文献标识码:A 文章编号:1003-3467(2007) 09-0012-03

R esearch Advance of Starch -B ased B i odegradable Plastic

LI U P ei -yi, LI L in, LI X i n -f a , N I U M ing -jun, CHEN Jin -zhou, CAO Li -we i (College o fM aterial Sc i e nce and Eng i n eering , Zhengzhou Un i v ersity , Zhengzhou 450052, Ch i n a) Abst ract :S i n ce the b i o degradable p l a stics deve l o ped , it has been gotten so m e ach ieve m ents , especia lly

i n t h e fi e l d of the starch biodegradable plastics , i n wh ich great progress has been m ade . H o w ever , for the proble m of env ironm ent pollution and ener gy shortage , there are still ex isting so m e prob le m s to be solved . In this paper , the research advances of starch -based biodegradab le p lastics are rev ie wed fr o m proces sability and serv ice perfo r m ance . K ey w ords :starch ; b i o degradati o n; w ater resistance; m echanics perfor m ance; w hite po ll u tion

淀粉不具有热塑性能, 难以进行成型加工。但是可

以通过对淀粉接枝改性或加入增塑剂的方法, 来削弱淀粉分子间氢键的作用, 提高分子链的扩散能力, 降低材料的玻璃化转变温度, 以在分解前实现微晶淀粉的熔融, 从而使淀粉具备热塑性加工的可能性。现行常用的对淀粉进行增塑的方法主要有以下几种

[2-3]

1 前言

白色污染 已成为公认的世界性难题。为此, 世界各国投入了大量的人力、物力和财力, 对可降解材料进行了研究开发, 其中淀粉基生物降解塑料的研究受到了国内外的广泛关注。淀粉作为一种天然高分子材料, 早在20世纪70年代就被作为填充剂添加到高聚物中

[1]

:

。当时淀粉只是作为廉价的添

加剂, 以降低材料的生产成本。作为真正意义上的降解塑料被应用, 是从20世纪90年代开发的全淀粉降解塑料开始的。经过了十几年的发展, 对于淀粉生物降解塑料的研究取得了可喜的成果, 然而仍存在一些难题需要解决。

2. 1 增塑剂改性法

增塑剂改性法是通过添加增塑剂使淀粉分子间原有的氢键破坏, 从而降低淀粉的结晶性, 使淀粉具有热塑性。早在1995年就曾有人用甘油三酯为增塑剂, 对醋酸酯淀粉进行增塑, 与可生物降解的脂肪族聚酯共混挤出成膜, 得到性能良好的产品。G i u lia Bonacucina 等

[4]

对增塑剂影响淀粉的成膜性做了研

2 淀粉塑料的成型加工性能

天然淀粉是刚性的颗粒结构, 含有大量的羟基极性基团, 分子链之间具有较强氢键作用; 因此天然

收稿日期:2007-07-16

究, 发现当增塑剂(除了甘油) 的添加量少于30%时, 不但不能有效地增加淀粉薄膜的弹性, 反而会降低它的机械性能。

作者简介:刘培义(1982-), 男, 硕士研究生, 从事生物降解塑料的研究, 电话:[1**********]。

第9期 刘培义等:淀粉基生物降解塑料的研究进展! 13!

2. 2 淀粉的接枝改性法

淀粉分子上的自由基被其他基团取代, 从而改变了淀粉的性能, 使淀粉具有热塑性, 如酯化淀粉、醚化淀粉等。产生自由基的方法主要有化学引发、辐射引发和物理引发等, 接枝共聚淀粉的性质取决于所用的单体和接枝百分率。

[5]

黄灵阁等在氮气气氛下以硝酸铈铵作为引发剂将丙烯酸丁酯接枝到淀粉上, 使原淀粉的结晶结构受到了明显的破坏, 增强淀粉的可塑性。石红

[6]

锦等研究了一种淀粉接枝改性的新方法, 利用此方法可制备乳酸/淀粉接枝共聚物。他先将乳酸在磷酸铝(A l P O 4) 催化下, 用二氢吡喃对乳酸进行羟基保护, 然后将乳酸酰氯化。在带有搅拌、回流管和温度计的三口烧瓶中, 加入2g 淀粉和12mL 吡啶, 搅拌使淀粉充分分散, 油浴温度为115∀。在该温度下活化1h 后, 加入过量的乳酸酰氯进行反应, 反应完毕后, 冷却, 产物用乙醇及蒸馏水反复洗涤, 然后以丙酮为溶剂, 用索氏提取器进行提取。滤饼经80∀真空干燥24h , 即得接枝产物。

辐照引发高分子接枝也是一种比较常用的方法, 早在20世纪60年代, 美国科学家Rcyes 将淀粉置于氮气中, 在电子加速器产生的电子束辐照下与丙烯酰胺接枝共聚。经过几十年的发展, 辐射接枝方法已较为成熟。与化学接枝法相比, 辐照接枝改性淀粉的方法具有产物纯净、接枝率和接枝效率较高、工艺简单等优点。陈金周等利用Co - 射线对淀粉进行辐照, 研究了处于半干固相状态下的玉米原淀粉与甲基丙烯酸甲酯(MMA) 在室温和剂量率为125Gy /mi n 条件下的固相共辐射接枝反应。

2. 3 淀粉包覆改性法

将淀粉用一种或几种高分子包覆, 从而使淀粉具有热塑性的方法。包覆剂常用的有聚乙烯(PE ) 、聚氯乙烯(PVC ) 、聚苯乙烯(PS) 、聚甲基丙烯酸甲酯(P MMA ) 、乙烯#醋酸乙烯共聚物(EVA ) 、聚醚类、聚酯类和偶联剂等。这类方法是较早的一类改善淀粉耐水性的方法, 但选用的包覆剂一般难以降解, 比如PE 、PVC 等, 属不可降解材料。用这种方法制得的材料虽然可能会具有较好的使用性能, 但它不能完全降解, 只有淀粉部分可以降解, 没有真正的起到减缓环境污染的作用。

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60

[7]

它成为可以用来加工的一种高分子材料。但一种材料最有价值的是它的使用性能, 有了良好的使用性能, 这种材料才具有良好的发展空间和市场前景。科研人员尝试了很多方法来优化淀粉塑料的性能, 以使得淀粉基生物降解塑料更加有竞争力, 主要包括改善淀粉塑料的耐水性和力学强度等。3. 1 耐水性

常用的改善淀粉耐水性的方法有以下几种:∃对淀粉涂层改性。通过在淀粉塑料表面涂布难溶或不溶于水且具有完全生物降解性能的高聚物, 从而可以在保证材料完全生物降解性的同时, 明显改善

[9]

其耐水性。Fri n gan t 等将淀粉三醋酸酯在二氯甲烷中形成的溶液作为淀粉塑料的涂饰剂涂饰在制品表面, 从而达到了增强耐水性的目的。%与其他可降解材料共混改性。如与脂肪族聚酯共混等。张美

[10]

洁等利用热塑性淀粉(TPS) 与聚己内酯(PCL) 熔融共混的方法, 制备完全生物降解塑料。主要表现为随着共混体系中PCL 增多, 材料吸水率下降, 接触角和R 值(拉伸强度的下降程度) 逐渐增大。&交联改性。交联的目的是减少淀粉中羟基的含量, 即降低了亲水基团的浓度, 从而起到改善耐水性的效果。制备交联淀粉的方法一般是加交联剂于碱性淀粉乳液中, 在20~50∀温度范围内反应, 达到要求的反应程度后, 中和、过滤、水洗和干燥, 即得产品; 另外还可以根据需要和其他变性方法配合使用。Fernando 利用琥珀酸酐交联马铃薯淀粉, 从而改

[12]

善淀粉的耐水性。Le iQ iao 等用AKD 、淀粉为原料, 研制新型的酶法催化改性淀粉, 以改性淀粉的耐水性, 实验在不同的酶量、温度、反应物浓度、反应溶剂等条件下, 制得疏水淀粉。3. 2 力学性能

提高淀粉塑料的力学性能, 从某种意义上等于提高了淀粉塑料与普通通用塑料的竞争力。黄明福[13]

等用蒙脱土(MMT) 对淀粉进行改性, 用熔融挤出方法, 制备了甘油塑化热塑性淀粉(GTPS) 与蒙脱土(MMT)的复合材料, 力学性能测试得出, 蒙脱土质量分数为0~30%时, GTPS /M MT 复合材料的应力达27. 31M Pa , 应变从85. 3%下降到17. 8%, 杨氏模量达到206. 7M Pa ; 断裂能从1. 921N ! m 下降到1. 723N ! m ; 扫描电子显微镜显示蒙脱土均匀分散在GTPS 中, 提高了材料的力学性能。M ark John sona 等

[14][11]

3 淀粉塑料的使用性能

, 研究了利用芒草纤维来改性热塑性淀粉,

发现通过纤维增强的淀粉, 其冲击性能有了很大的

[15]

M /

! 14!

河南化工

H ENAN C HE M I CA L I NDUSTRY 2007年 第24卷

固相接枝的研究[J].高分子材料科学与工程, 2005, 21(5) :286-288. [9]

F ringant C , R i naudo M, G renob le N. A bi odegradab le starch based coati ng to w aterproof hydrophilic m ate rials [J].Sta rch , 1998, 50(7) :292-296.

[10] 张美洁, 李树材, 崔永岩. 热塑性淀粉/聚己内酯共混

物的制备和性能的初步研究[J].中国塑料, 2002, 16(9):34-36.

[11]

F ernando E O rtega -O jeda , H elena L arsson , A nn -Cha rl o tte E liasson . G e l-f o r m ati on in m ixtures of hydr ophobica ll y m odifi ed potato and h i gh a m y l opecti n potato starch [J].Carbohydrate P o l y m e rs , 2005, 59:313-327.

[12] L e i Q i ao , Q u-M i ng G u , H N Cheng . Enzym eca talyzed

synthes i s o f hydrophobica ll y m odified starch[J].Carbo hydra te Po ly m ers , 2006, 66:135-140.

[13] M ing-f u H uang , Ji u-gao Y u , X i ao-fe iM a , e t a. l H i gh

perfor m ance b i odeg radable t her m oplastic starch-E MMT nanoplastics[J].Po l ym er , 2005, 46:3157-3162.

[14] M a rk Johnsona , N i ck T uckerb , S t uart Barnesc , et a. l I m

provem ent o f the i m pact pe rf o r m ance of a starch based b i opo ly m er v i a t he i ncorporati on ofM iscant hus g i ganteus fi bres[J].Crops and P roducts , 2005, 22:175-186.

[15] M aurizio Av ell a , Jan J D e V lieg er , M ar i a Em anue la Err i

co , et a. l B i odeg radab l e starch /clay nano -co m pos i te fil m s for food packag i ng app licati ons[J].Food Chem is try , 2005, 93:467-474.

[16] 孙广平, 贾树盛, 高贵天, 等. 聚丙撑碳酸酯#淀粉共

混物的力学性能与微观形态[J].高分子材料科学与工程, 2004, 20(5):144-150.

[17] 于昊, 李立, 王鸿志, 等. 完全生物降解材料聚丙撑

碳酸酯/玉米淀粉共混物的研究[J].沈阳化工学院学报, 2005, 19(3):188-192

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料的性能, 他用粘土纳米颗粒对淀粉进行改性, 使淀

粉的结晶度降低了许多, 提高了材料的综合性能。

孙广平

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与于昊

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等对淀粉和聚丙撑碳酸酯

(PPC ) 的共混体系进行了研究, 淀粉和聚丙撑碳酸酯之间通过共混, 能有效提高材料的力学性能。研究发现, 当PPC 为200g 、玉米淀粉300g 、甘油12g 、尿素12g 、蓬灰1g 、马来酸酐5g 时, 得到的共混物的拉伸强度最好。

4 结束语

郑州大学高分子复合材料实验室对淀粉生物降解塑料的研究已经取得了一些成果, 其加工性能已经得到很好的解决, 但在使用性能仍存在一些问题。现阶段我们的工作是先将淀粉交联改性, 减少淀粉分子上的亲水基团, 然后用自行配置的复合增塑剂对改性淀粉进行增塑, 可望在加工性能和使用性能两方面都能得到良好的解决。研究工作还在进行中。

从应用和环保角度看, 淀粉生物降解塑料必须满足以下几个基本条件:∃淀粉生物降解塑料的功能性开发, 提高与通用塑料的竞争力; %确保淀粉生物降解塑料的可降解性。随着科研工作者的不懈努力, 淀粉生物降解塑料在加工性、耐水性、力学性能等诸多方面的难题必将得到解决, 淀粉生物降解塑料也必将在社会上占有更加重要的地位, 以缓解当今的环境污染和资源匮乏。参考文献:

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