淀粉塑料范文（精选3篇）
淀粉塑料 第1篇
由于石油基塑料的不可再生和不可生物降解等特性,其带来的环境污染、能源紧缺等一系列问题也越来越严重,特别是一次性发泡塑料制品造成的“白色污染”已成为社会各界关注的焦点[1]。淀粉是一种可生物降解的天然高分子,大量存在于农产品当中,具有来源广、价格低、可再生、无污染等优点。然而,淀粉由于自身结晶结构造成的加工性能、物理力学性能、耐水性能不足等缺点,严重制约了其应用,需要对其进行改性处理,使它们可以应用于一定的领域[2,3]。根据处理方法的不同,改性淀粉有物理改性、酶法改性和化学改性三大类。化学改性淀粉最重要、应用也最广泛。本文主要综述了淀粉氧化改性、酯化改性、醚化改性、交联改性、聚氨酯改性以及乙酰化改性后对所制备的热塑性淀粉性能的影响,归纳和总结了最新的研究成果并提出展望。
1氧化改性
在工业中氧化淀粉是使用范围最广泛的一类改性淀粉。 它是以天然淀粉(如玉米或马铃薯淀粉等)为原料,利用氧化剂在碱性条件下氧化制得。淀粉分子中葡萄糖单元的C6原子上的伯羟基易被氧化成醛,并可进一步被氧化成羧基。而C2和C3上的仲羟基也易被高碘酸盐氧化成二醛。而天然淀粉在氧化反应后分子中羟基的数量减少,降低了淀粉分子间氢键的形成,进而提高热塑性淀粉材料的疏水性。制备氧化淀粉的氧化剂很多,目前最常用的是高碘酸盐、过氧化氢氧化制备具有高羰基含量的氧化淀粉,并用于制备热塑性淀粉。
1.1双氧水氧化淀粉法
双氧水为淀粉氧化剂的第一选择。因其氧化产物为水, 污染少而备受青睐。Zhang等[4]使用过氧化氢将淀粉氧化成氧化淀粉(OS),然后加入甘油至OS中制备热塑性氧化淀粉 (TPOS)。当H2O2/淀粉的物质的量比低于0.7时,氧化淀粉中醛基含量多于羧基,当H2O2/淀粉的物质的量比高于2.0时,过氧化物氧化主要产生羧基,而醛基含量越高,材料的的耐水性和力学性能越佳。加入氧化淀粉可改善热塑性淀粉的流变性能,并增加热塑性淀粉的韧性和热稳定性[5]。 此外,他们[6]还通过过氧化氢制备了具有不同羰基含量的氧化淀粉(OS),以研究羰基含量对热塑性氧化淀粉性质的影响。结果表明,羰基和羧基的含量对TPOS的热性能、力学性能和耐湿性有很大的影响。38.5%羰基含量的TPOS表现出最低玻璃化转变温度(Tg)和吸湿性,以及最佳的力学性能。
1.2高碘酸盐氧化淀粉法
本方法以高碘酸或高碘酸盐作为氧化剂,将淀粉葡萄糖单元上的2,3-邻羟基选择性氧化断裂成二醛基,反应产物即为双醛淀粉。与原淀粉相比,双醛淀粉含有许多活泼的醛基基团,具有优异的物化、生化性能,如碱溶性,容易糊化、成膜性好,不易发霉、低毒和可生物降解性等,因此被认为是最具活力和潜力的氧化淀粉。其反应方程式如图1所示。
Yu等[7]通过高碘 酸盐将淀 粉氧化制 备二醛淀 粉 (DAS),且将不同醛含量的DAS用甘油增塑以获得热塑性DAS(TPDAS)。相比于热塑性天然淀粉,由于高碘酸盐氧化破坏了淀粉的结晶,因而TPDAS中的DAS不会发生重结晶,且随着DAS中醛含量的增加,TPDAS的拉伸强度、耐湿性和耐水蒸汽渗透性提高。Zhang等[8]对双醛淀粉衍生物制备热塑性材料的性能进行了研究,他们首先通过高碘酸钠将豌豆淀粉氧化成二醛淀粉(DAS),然后将其与不同的醇(甲醇、乙醇和乙二醇)反应,最后以水和甘油作为增塑剂制备热塑性淀粉及其衍生物。与二醛淀粉相比,这些淀粉衍生物具有高的热稳定性,且改性的热塑性淀粉及其衍生物具有比常规热塑性淀粉更好的力学性能和更低的吸湿性,最高的拉伸强度和断裂伸长率分别达到17.5 MPa和149%,最高湿度吸收约为37%。
总体而言,当淀粉经 氧化改性 后,随着醛、酮含量的 增加,热塑性氧化淀粉的疏水性能有明显的提高,且材料的力学性能得到显著改善。然而,在氧化过程中,淀粉的分子量会急剧下降,且由于醛基的热稳定性差,因而会使氧化淀粉的耐热性能有所降低。
2酯化改性
酯化淀粉是指淀粉分子中的羟基与有机酸或无机酸发生酯化反应而得到的一类变性淀粉。淀粉经过酯化改性后, 其葡萄糖单元上的羟基被酯键取代,分子间的氢键作用被削弱,从而使得酯化淀粉具有热塑性、疏水性等优点,广泛应用于纺织、造纸、降解塑料、水处理工业、医药、食品等。
目前,研究较多的主要是利用柠檬酸、马来酸酐及无机酸中的磷酸对淀粉进行酯化改性,并用于制备热塑性材料。
2.1柠檬酸酯化
徐坤等[9]以糯米淀粉为原料,加入甘油、柠檬酸制备热塑性淀粉。研究表明热塑性糯米淀粉与柠檬酸酐能够有效结合,处理后的淀粉发生了部分酯化反应,其热稳定性明显提高,增强了热塑性糯米淀粉的生产加工能力。Kahar等[10]研究了柠檬酸改性木薯淀粉对高密度聚乙烯(HDPE)/天然橡胶(NR)/热塑性木薯淀粉(TPSCA)共混物的形态和拉伸性能的影响。经柠檬酸改性后HDPE/NR/TPSCA共混物的拉伸强度有轻微改善,同时共混物发生部分解聚,产品的粘度降低,而具有低粘度的TPS能容易地分散在热塑性天然橡胶体系中,进而降低 材料的相 间的表面 张力。Karagoz等[11]研究了二异氰酸酯增容剂对柠檬酸改性的热塑性淀粉/ 聚乳酸共混物性能的影响。CA和PDI的组合使用使得TPS在PLA基质中均匀分散,且有利于提高共混物的相容性,进而获得坚韧的PLA/TPS共混物基材料,以克服脆性问题。 Wang等[12,13]研究了柠檬酸对热塑性淀粉/线型低密度聚乙烯共混物性能的影响,指出由于共混物中CA的存在,使得TPS/PE共混物中两相之间的相互作用提高,相容性增加, 共混物的力学性能显著提高,甚至达到了传统塑料的水平。 流变学研究证明,TPS/PE共混物的剪切粘度(η)随着CA含量的增加而降低,流动性增加。CA也可以改善TPS/PE共混物在不同相对湿度下的耐水性。
2.2马来酸酐酯化改性
Stagner等[14]在酯化剂马来酸酐(MA)存在的条件下,反应性挤出制备化学改性高直链热塑性淀粉(马来酸酐改性淀粉方程式见图2)。用马来酸酐改性高直链玉米淀粉(20%或30%的甘油)可得到比未改性的热塑性淀粉更透明的粒料, 且其熔融温度较高。Raquez等[15]指出由于MA基团的存在淀粉主链在C6上优先酯化,同时发生一些水解和糖基化反应,这些反应可降低热塑性淀粉的粘度,使其加工性能得到改善。
此外,马来酸酐改性热塑性淀粉可提高其与聚酯类聚合物之间的相容性,改善共混物的力学性能和热稳定性。Shin等[16]制备了聚乳酸与马来酸化改性热塑性淀粉的共混物,指出聚乳酸(PLA)和马来酸化热塑性(CMPS)淀粉热力学不相容,然而由于PLA和CMPS界面发生酯交换反应形成PLAg-CMPS共聚物,使得共混物之间的界面粘附力提高。除此之外,他们[17]还研究了马来酸化改性热塑性淀粉与聚己内酯共混物的形态及流变性能。同样指出,与其它热塑性聚酯共混时,马来酸化改性热塑性淀粉可提高材料的界面粘合性和加工性。Wootthikanokkhan等[18]通过将木薯淀粉与甘油及马来酸酐(MA)混合制备马来酸化热塑性淀粉MTPS,并将MTPS与PLA共混制备PLA/MTPS复合材料。研究发现, 随着温度升高,由于发生酯交换反应使得该共混物变得更加均匀,且PLA/MTPS共混物力学性能更优于普通的PLA/TPS共混物。
2.3乙酸酐酯化
除了上述几种方法外,Mina等[19]还通过对木薯淀粉进行乙酰化改性制备热塑性淀粉,并比较其与天然淀粉的理化性质(反应原理见图3)。木薯淀粉经乙酰化处理后,淀粉颗粒的结构遭到破坏,材料的非晶区增加。此外,增加淀粉乙酰化改性的程度,将有助于进一步降低热塑性淀粉的吸湿能力。李海东等[20]采用熔融共混的方法制备了热塑性乙酰化淀粉/聚乳酸复合材料,热塑性乙酰化淀粉的加入可有效地改善聚乳酸的力学性能,热塑性乙酰化淀粉/聚乳酸复合材料的断裂伸长率随热塑性乙酰化淀粉含量的增加而增大。
2.4磷酸酯化
淀粉磷酸酯是应用广泛的淀粉衍生物,它是将淀粉经磷酸化处理而获得的一种淀粉衍生物[21]。淀粉易与磷酸起反应,且即使反应程度很低也能改变原淀粉的性质,使其获得优良的理化性质。Sitohy等[22]将不同类型的淀粉(玉米、大米和土豆淀粉)进行不同取代度的磷酸化,并将其与聚丙烯酸酯、尿素以及水按一定比例共混制成热塑性薄膜。与非磷酸化淀粉制备的膜相比,磷酸化玉米淀粉制成的塑料薄膜表现出较高的衰变速率和更好的降解性能。
总体而言,经酯化改性的淀粉能够显著提高淀粉的热塑性、疏水性。在进一步制备热塑性淀粉或与其它聚合物共混后,能在一定程度上改善其耐水、流动及流变加工性能,提高其在工业生产实践中的应用。然而,在酯化的过程中伴随着淀粉分子量的下降,从而使淀粉的内聚能降低,这样将对材料整体的力学性能和热稳定性产生不利的影响。
3醚化改性
醚化淀粉是淀粉中的糖苷键或活性羟基与醚化剂通过氧原子连接起来的淀粉衍生物,常见的有羟烷基淀粉、羧甲基淀粉等。醚化淀粉增强了糊液黏度的稳定性,在强碱性溶液中不易水解,相比原淀 粉,醚化淀粉 有着更为 广泛的应 用[23]。
3.1羟丙基化淀粉
将淀粉以羟丙基醚化后再经交联可使其黏度明显降低, 抗剪切能力明显增强,因而可有效改善热塑性淀粉的力学性能和加工性能。Chaudhary等[24]指出羟丙基化80%直链淀粉含量的热塑性淀粉具有与低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)相当的力学性能。他们还指出淀粉羟丙基化改性影响其凝胶化行为,进而导致其黏度降低。因而,同未改性直链淀粉相比,羟丙基化改性后淀粉在加工过程中的扭矩、模头压力显著降低[25]。孙万海等[26]以羟丙基交联淀粉为原料、甘油为增塑剂,采用双螺杆熔融挤出共混技术制备热塑性淀粉。制备的淀粉膜在湿度50%条件下,膜的抗张强度为10.1MPa,断裂伸长率为107.4%,具有较好的力学性能。
3.2羧甲基化淀粉
羧甲基基团能够与淀粉葡萄糖单元上的羟基形成分子间氢键,进而阻碍淀粉分子间氢键的生成,降低分子间重排和缔合,使淀粉极性增强,亲水能力增强,有效改善原淀粉的不足之处。曹龙奎等[27]以玉米淀粉为原料,通过醚化交联改性工艺合成了交联羧甲基玉米淀粉(CCMS),并将改性淀粉与聚乙烯醇(PVA)溶液共混反应制备了性能优异的CCMS/ PVA复合膜。结果表明,羧甲基淀粉制备的膜较原淀粉制备的膜的力学性能显著增强,且透光率也大大提高,而羧甲基基团的引入对复合淀粉透明度起主要作用[28]。
淀粉的醚化改性和酯化改性都能通过引入疏水基团提高淀粉材料的疏水性,淀粉醚化改性后还可使淀粉的黏度明显降低,抗剪切能力明显增强,这样会有效提高热塑性淀粉的力学性能和加工性能。
4交联改性
所谓交联改性就是用多元官能团化合物(交联剂)与淀粉分子上的羟基反应,使2个或2个以上的淀粉分子交联在一起。它可以有效改变淀粉原有的糊化溶胀性质,提高淀粉糊的耐热、耐酸、抗剪切能 力,在食品工 业中具有 广泛的应 用[29,30]。常用的淀粉交联剂有环氧氯丙烷、三偏磷酸钠和三氯氧磷等[31]。
环氧氯丙烷因其价格低廉、性能好等优点已成为目前使用最广泛的交联剂。何绍凯等[32]利用环氧氯丙烷改性马铃薯淀粉,马铃薯淀粉通过环氧氯丙烷交联处理后,性能有了很大的变化:淀粉的黏度热稳定性提高了;抗剪切稳定性有了改善;耐酸性和耐碱性明显增强。唐玉邦等[33]将环氧氯丙烷改性玉米淀粉与线形低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)共混制成淀粉基生物可降解薄膜(改性原理见图4)。研究表明,环氧氯丙烷改性玉米淀粉含量达到70%时,薄膜仍具有优良的力学性能。Rioux等[34]以环氧氯丙烷为交联剂制备了交联高直链淀粉膜,结果发现,随交联度的增加,膜的力学性能和透湿率降低。但是,交联剂含量在1%~10%之间时,膜的力学性能仍然与水含量有关,而且与某些合成高分子材料相比透湿率依然较高。
此外,Liu等[35]使用六偏磷酸钠交联改性热塑性淀粉/ 聚乙烯醇共混膜,研究发现,交联改性显著降低了TPS/PVA共混膜的水分灵敏度,即降低了共混物膜的平衡水分含量, 增加拉伸强度和杨氏模量,但共混物膜的断裂伸长率减少。 Carvalho等[36]研究了异氰酸酯、环氧化合物和硬脂酰氯3种试剂对热塑性淀粉的改性效果,结果发现,含异氰酸酯基团的试剂对改善热塑性表面疏水性效果最佳。
5聚氨酯改性
聚氨酯(PU)被认为是一种高性能、可生物降解的弹性体,将它引入淀粉中后可得到可生物降 解的热塑 性韧性材 料。Lu等[37]用蓖麻油合成水性聚氨酯(PU),并将其与淀粉 (TPS)进行共混改性,得到一种新颖的可生物降解材料。研究表明:在TPS中添加4%~20%(质量分数)的PU,可使得热塑性淀粉的力学性能显著提高。此外,PU也对改善所得共混物的表面和 本体疏水 性及耐水 性有显著 作用。魏铭等[38]用甲苯二异氰酸酯和蓖麻油反应来制备聚氨酯预聚体, 用得到的预聚体改性淀粉得到新型可生物降解的热塑性材料,研究发现相较于纯淀粉,由于淀粉和弹性聚氨酯颗粒之间很强的相互作用,改性淀粉的疏水性和韧性大大提高。
Wu课题组[39,40,41,42,43,44,45]系统研究了淀粉类型、聚氨酯中异氰酸酯类型、聚氨酯中NCO含量、聚氨酯中软段分子量、聚氨酯预聚物的亲水性、聚氨酯中多元醇羟基数以及加工温度等因素对聚氨酯微粒改性热塑性淀粉性能的影响。所有研究中, 由于反应过程中原位形成具有大量NCO基团的聚氨酯微粒,其与改性淀粉的接枝效率均高达95%以上,这表明聚氨酯预聚体与淀粉基质形成了高度交联的结构。同时,聚氨酯微粒对淀粉均表现为具有增韧作用,且相比于未改性的淀粉塑料,改性淀粉塑料的疏水性和热稳定性增加。随着PUP中NCO含量的增加或NCO基团反应活性增加,聚氨酯微粒与淀粉基体之间的氨基甲酸酯键的量会增加,从而改善改性TPS的两相相容性和增加材料的韧性。
6结语
淀粉基可生物降解塑料综述 第2篇
淀粉基可生物降解塑料综述
院 系：化学与材料工程学院
学 号：1024101 姓 名：
指导教师：雷佑安 张艳花
日 期：2014年01月02日
摘要
淀粉作为一种天然高分子化合物，其来源广泛、品种多、成本低廉，在自然环境下完全降解为二氧化碳和水，对环境不造成任何污染，因而淀粉基降解塑料成为国内外研究开发最多的一类生物降解塑料。本文详细介绍了淀粉基生物降解材料的性能，重点介绍了生物淀粉基降解塑料的国内外研究进展。
【关键词】淀粉基，塑料，生物降解
Abstract The starch is a natural polymer，and its wide variety of sources，varieties，low cost completely degraded in the natural environment as carbon dioxide and water，will not cause any pollution in the environment.Starch-based biodegradable plastics become the largest domestic and international research anddevelop a class of biodegradable plastics.This article introduces in detail the structure and biological properties of starch，starch-based focus on bio-degradable plastic research developments were briefly described.【Key Words】starch，plastics，biodegradation
目录
1.引言...........................................................................................................................1 2 淀粉基生物降解材料简介........................................................................................2 2.1 淀粉基生物降解材料的定义.........................................................................2 2.2 降解机理.........................................................................................................2 2.3淀粉基生物降解材料的优良性能..................................................................3 2.4 淀粉基生物降解塑料分类.............................................................................3 3.国内外研究进展.......................................................................................................4 3.1 国内淀粉基生物降解塑料研究进展.............................................................4 3.2 国外淀粉基生物降解塑料研究进展.............................................................5 4.存在的问题及展望...................................................................................................6 5.参考文献...................................................................................................................7
1.引言
随着塑料产量的迅速增长，废弃塑料的后处理及造成的环境污染越来越受到各国的关注。美国、欧共体和日本年产塑料垃圾分别为1300 万吨、450 万吨和6.5 万砘。塑料垃圾造成的环境污染已成为全球性的问题。
意大利、丹麦、瑞士、瑞典及美国的一些州已立法禁止使用那些“短期使用”的非降解塑料或课以附加税。我国的一些城市也已作出规定，禁止使用非降解的一次性使用快餐盒。
开发降解塑料是解决塑料污染的一个有效途径。
自1973 年Griffin首次获得有关表面改性淀粉填充塑料的专利以来，淀粉基生物降解塑料迅速发展，是目前应用最广泛的一种生物降解塑料。
淀粉基生物降解材料简介
2.1 淀粉基生物降解材料的定义
淀粉含量在51%以上的制品即称为淀粉基制品。所谓“淀粉基生物降解材料”是采用植物淀粉为主要原料，经过化学和物理工艺方法将其改性并塑化，经挤压、成型后制成的制品。淀粉基生物降解材料产品主要成分是可生物降解天然高分子淀粉，在微生物的作用下分解为葡萄糖，再分解为水和二氧化碳，对环境没有任何污染。[1]
淀粉基生物降解塑料已有 30 年的研发历史，是研发历史最久、技术最成熟、产业化规模最大、市场占有率最高的一种生物降解塑料。淀粉与 PE、PP、PVA、PCL、PLA 等聚合物共混粒料已批量生产。[2]
2.2 降解机理
生物降解材料的降解机理就是材料被真菌、霉菌和细菌等作用消化吸收的过程。[3]一般认为生物降解并非单一机理，是复杂的生物物理、生物化学作用，同时伴有其他物理化学作用，如水解、氧化等，这些作用相互促进，具有协同效应。
生物降解过程主要分为三个阶段：（1）高分子材料表面被微生物黏附，黏附表面的方式会受到高分子材料表面张力、表面结构、多孔性、温度和湿度等因素的影响；（2）微生物在高分子表面分泌的酶的作用下，通过水解和氧化等反应将高分子断裂成相对分子量较低的小分子化合物；（3）微生物吸收或消耗小分子化合物，经过代谢最终形成CO2、H2O。
降解过程除以上生物化学作用外，还有生物物理作用，即微生物侵蚀高分子后，细胞增大致使高分子材料发生机械性破坏。[3]
2.3淀粉基生物降解材料的优良性能
淀粉基生物降解材料产品具有机械强度好、柔韧性强、抗冲击强度高、耐温性强、耐水、耐油、不软化、不变形和可塑性强等特点。它具有实用性、安全性、经济性及可降解等优势，在工业上可以代替一般通用塑料等，可以用作包装材料，防震材料，地膜，食品容器，玩具等，而且淀粉基降解材料制品可降解、可回收利用，处理成本远远低于塑料制品、纸制品。
由于淀粉具有优良的生物降解性能，淀粉环境降解型塑料在特定的环境下，引起某些结构组成损失，其化学结构能够在较短的时间内发生明显的变化的一类塑料，在21世纪淀粉基塑料将会是一类应用极其广泛的“功能聚合材料”。[4]
2.4 淀粉基生物降解塑料分类
淀粉基生物降解塑料可分为填充型淀粉基塑料和完全生物降解淀粉塑料。填充型淀粉基塑料〔w(淀粉)=7%～30%〕，即属于生物破坏性塑料，它只有淀粉降解，其中的 PE、PVC 等很少降解，一直残留于土壤中，日积月累仍然会对环境造成污染，此类产品已属于淘汰型。真正有发展前途的是全淀粉塑料〔w(淀粉)≥90 %〕，其中添加的少量增塑剂也是可以生物降解的。这类塑料在使用后能完全生物降解，最后生成二氧化碳和水，不污染环境，是近年来国内外淀粉降解塑料研究的主要方向。[5]
3.国内外研究进展
3.1 国内淀粉基生物降解塑料研究进展
我国在20世纪90年代初就开展了全淀粉基热塑性塑料(TPS)的研究。但仍然存在着耐水性和可塑性较差，生产成本较高等问题。为此，近年来淀粉基生物降解塑料仍然是研究的热点。
李仁焕等以以甘油为增塑剂，木薯淀粉为原料然后加入 PLA 或 PCL 中熔融共混制备出热塑性淀粉/聚乳酸-聚己内酯生物可降解高分子共混材料，对淀粉进行塑化处理得到易于加工的热塑性淀粉（TPS），将 TPS加入聚乳酸-聚己内酯共混来制备生物降解材料，不仅可降低材料的成本提高其降解性能，还可以解决日益严重的环境污染问题缓解石油资源的压力。甲基丙烯酸甲酯接枝乙烯辛烯共聚物（GPOE）用作增韧剂来进一步改善PLA/TPS。
纪敏等通过对淀粉预处理、PVA 预处理以及共混塑料的加工过程三个方向来进行淀粉 /PVA 可生物降解塑料的研究，来缩短制品的生物降解周期以及如何更好地满足环境和使用要求。
[7]
[6]武战翠等通过高碘酸钠对玉米淀粉进行氧化改性，用流延法制备了双醛淀粉(DAS)基可完全生物降解塑料薄膜。研究了各组分的含量对DAS基复合薄膜的力学性能和耐水性影响。采用傅立叶红外光谱任TIR)、扫描电镜(SEM)、x射线衍射(XRD)、热重分析(TG)对复合材料的结构及性能进行了表征。结果表明，经添加黄麻纤维后，由于其表面具有较多的轻基，能够促进DAS与PVA的共混相容性，在提高力学性能的同时，也改善了复合材料的耐水性。
黄明福等用氨基乙醇活化蒙脱土(EMMT)，然后再与甲酰胺/氨基乙醇塑化的热塑性淀粉(FETPS)经熔融插层聚合，成功制备了FETPS /EM2MT生物降解纳米复合材料。通过广角X射线衍射、扫描电镜和透射电镜研究表明，FETPS可以成功地插入EMMT片层结构间。当EMMT含量为5%时，纳米复合材料的力学性能均优于纯热塑性淀粉塑料，拉伸强度达到7.5 MPa，弹性模量增至145.1 MPa，其热稳定性和耐水性也有较大地提高。
以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为基体树脂，以淀粉为填料对PBS进行填充改性，淀粉颗粒作为填充物加入到PBS中，起到了类似于无机填料增强的作用。[8]
唐玉邦等采用改性淀粉，MAH-g-PE、弹性粒子及增塑剂与PE-LLD，改善淀粉与PE-LLD的相容性，成功开发淀粉含量达到70%的生物降解材料。[9]
张鑫等研究了聚乙二醇(PEG)用量对淀粉-PLA 原位熔融接枝反应的影响以及淀粉/PLA 可降解材料的力学性能和耐水性
能，结果表明：PEG 能有效地提高淀粉接枝率，改善淀粉与 PLA 的界面相容性和黏结效果，同时提高了淀粉/PLA 材料的拉伸强度和耐水性能。[10]
3.2 国外淀粉基生物降解塑料研究进展
Xue将淀粉和聚乳酸混合之后，再将甘油加入到混合物中，得到了机械性能较好的生物降解材料。[11] Ying Wu等利用琼脂和马铃薯淀粉制备了甘油基薄膜，并对其性能进行了测试。红外光谱分析表明:在二者之间存在着分子间氢键作用。淀粉和琼脂是相容的。薄膜为非结晶结构。琼脂的加入有效改善了淀粉薄膜的微观结构，进而提高了材料的机械力学性能和潮湿环境下的水蒸气渗透性。有望拓宽马铃薯淀粉薄膜在食品包装领域的应用前景。[12]
Pengwu Zheng等利用乳酸和乙二胺合成了2-羟基-N-[2-(2-羟基-丙酰)-乙基]丙酰胺(HPEP)，与甲酰胺混合制成复合增塑剂，制备了热塑性淀粉。红外光谱结果表明:复合增塑剂能够与淀粉的C-O形成化学键作用。扫描电镜观察显示甲酰胺和水分的存在更有助于甲酰胺/HPEP /水形成均相体系。XRD分析显示甲酰胺和HPEP可以有效抑制淀粉重结晶。TPS在相对湿度为50%条件下保存50天后，结果表明:初始水分对淀粉重结晶行为没有影响。TPS的力学性能和耐水性均得到改善。[13]
4.存在的问题及展望
淀粉降解塑料有优异的降解性能，在1个月到1年的较短时期内完全降解而不留任何痕迹，无污染。但也有许多不足，如价格太高，防水性太差，该技术一直是难题，而耐水性恰恰是传统塑料在使用过程中的优点，且其力学性能、强度及柔韧性都不如通用塑料等，所以制备复杂形状和厚度大的制件是困难的。再次，国内外均无统一认可的定义、评价方法和标准。主要由于降解塑料的降解性能制约因素很多，各国的地理环境、气候、土壤成分、垃圾处理方式等又有许多差异，要建立起统一、完整的评价方法还需时间。
淀粉降解塑料主要开发趋势为，研究高效价廉的生物诱发剂、降解促进剂、光敏剂，开发准时可控性环境降解塑料。对全淀粉生物降解塑料进一步开发。随着全生物降解塑料生产工艺的进步、产品性能的改善和生产规模化成本的下降，我们相信全淀粉生物降解塑料产品将在塑料应用中占有一席之地，为清除塑料造成的污染和发展农村经济作出应有的贡献，造福人类。
5.参考文献
淀粉塑料 第3篇
本刊讯 (记者申海鹏) 近日, 一张“有图有真相”的真人胃部CT照片在社交网络上疯传, 在照片中可以看到密密麻麻的白点。据网友所说, 罪魁祸首就是珍珠奶茶中的“珍珠”, 因为这些“珍珠”都是用塑料做的, 甚至有可能导致肠梗阻。黑心生产商可恶, 但并不能因此将“珍珠”完全妖魔化, 正规“珍珠”其实是淀粉制成的粉圆产品, 并不难消化, 更不是用塑料制成。
珍珠奶茶中的“珍珠”其实是以淀粉为主要原料制成的粉圆产品。如果使用糯米、葛粉等粘性较强的原材料, 比较难消化, 若不经咀嚼就吞到胃里, 在CT扫描下就有可能出现“小白点”。为了做成更好的“珍珠”产品, 生产商在加工过程中还会使用一些食品添加剂, 主要是甜味剂、凝固剂、稳定剂和增稠剂, 如芒硝、氯化镁、羧甲基纤维素钠等。
本身胃肠功能不太好的人群, 或是儿童、老年人, 喝大量的珍珠奶茶确实有风险。若囫囵吞食奶茶中的“珍珠”, 不仅容易造成肠道不通畅, 还会有窒息的危险。因此, 在饮食时应细嚼慢咽, 尤其像“珍珠”等食物。
