《热塑性淀粉塑料加工、结构和性能研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热塑性淀粉塑料加工、结构和性能研究（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四川大学硕士毕业论文热塑性淀粉塑料的加工、结构和性能研究材料加工工程专业研究生：陈涛指导教I J i 面：吴智华教授利用转矩流变仪、单螺杆挤出机和增塑剂将天然淀粉转变为热塑性淀粉( T P S ) 借助于扫描电子显微镜( S 酬) 观察，示差扫描量热分析仪( D S C ) 分析天然淀粉、T P S 及其共混物的凝聚态结构和影响因素，研究天然淀粉的塑化机理。通过转矩流变实验，力学性能和吸水性能测试，研究形成T P S 的必要条件，塑化因素如塑化历程、增塑剂含量、种类，淀粉结构和聚乙烯醇( P v A ) 等对T P S 塑料塑化特性、力学性能和吸水性的影响，证明P e l e g 模型适用于本
2、试验T P S 体系。利用土埋试验和按国家标准自建的生物降解装置，表征T P S 塑料降解过程，定量测定T P S 塑料降解产物二氧化碳，研究T P S 及其与聚乳酸( P L A )共混物的生物降解性。本论文实验结果如下；1 通过加热、剪切与增塑剂协同作用，使天然淀粉的微粒结构逐渐消失，最终转变成类似于单组分热塑性塑料的均质结构。提高塑炼温度、延长塑炼时间和增强剪切作用能增强和加速甘油的增塑作用，促进淀粉塑化成为均质材料。2 增塑剂对淀粉热塑性化作用取决于增塑剂分子结构，甲酰胺增塑作用依次大于乙二醇和甘油，其增塑体系的最大转矩、平衡转矩及到达平衡转矩的时问均小于乙二醇和甘油增塑体系。随着增塑
3、剂用量增加，促进淀粉热塑性化的作用愈显著，甲酰胺和乙二醇增塑T P S 的拉伸强度降低，断裂伸长率增加，里现一定的韧性断裂，而甘油增塑I “ P S 则呈现脆性断裂。甘油增塑淀粉的拉伸强度远大于甲酰胺，乙二醇增塑时材料的拉伸强度，而断裂伸长率的则相反。热塑性淀粉塑料的加工、结构和性能研究3 由于直链淀粉含量直接影响淀粉的颗粒形态和结晶度。因此直链淀粉含量会影响增塑剂对淀粉的热塑性化作用，最终决定T P S 微观结构、力学性能和吸水性能。直链淀粉含量愈少，甘油增塑淀粉愈易热塑性化；当直链淀粉含量约为2 5 时，T P S 的综合性能晟佳。4 用凝胶化P V A 与T P S 共混有利于改善T P
4、 S 韧性，同时也会增大T P S 的塑化转矩。T P S P L A 共混物力学性能与淀粉中直链淀粉含量有关，总的来说，因二者相容性差，共混物力学性能劣化。纤维的加入，因分散性不好，降低了材料的拉伸强度。但是长纤维有益于保持材料的力学性能。5 甲酰胺和乙二醇增塑T P S 与甘油增塑T P S 有不同的吸水过程和平衡吸永率，表现出先吸水后脱水的现象，而甘油增塑T P S 及其共混体系的吸水过程始终是吸水。加入P L A 将降低T P S 平衡吸水率和吸水速度。6 用P e l e g 模型描述聚合物热塑性淀粉混合物及甘油增塑T P S 体系的吸水性过程是准确、有效的；P e l e g 模型
5、可以有效的预测材料的平衡吸水率，缩短测试时间，提高实验效率7 热塑性淀粉具有优异的生物降解性，降解速度与天然淀粉相似。实验中，P L A 的加入不会影响T P S 共混物的生物降解性，而且在实验的初始阶段有加速共混物生物降解速度的作用。培养液的浓度会影响实验进行的快慢。8 天然淀粉在混炼温度、应力和增塑剂作用下完成热塑性化过程为：首先，增塑剂进入淀粉原始粒子堆积空隙，浸润淀粉原始粒子表面然后增塑剂向淀粉颗粒内部扩散，插入到淀粉非晶区，分子链段活动性提高，增大分子链间的自由体积，淀粉颗粒发生膨胀。随着温度进一步升高，淀粉晶区熔化最后，在应力场和温度场的作用下，已软化淀粉颗粒经相互碰撞、挤压、交形
6、，界面逐渐融合，最终形成均质体。关键词：热塑性淀粉，塑化特性，吸水性，生物降解四川大学硕士毕业论文T h es t u d i e so nt h ep r o c e s s i n g ，m i c r o s t r u c t u r e sa n dp r o p e r t i e so f t h e r m o p l a s t i cs t a r c hM a j o r ：M a t e r i a l sP r o c e s s i n gE n g i n e e r i n gP o s t g r a d u a t e ：C h e r tT a oS u
7、p e r v i s o r ：P r o f - W uZ h i h u aT h en a 吐V es C w c hw a st r a n s f o r m e dt ot h e r m o p l a s t i os t a r c h ( r P S ) b yt h et o r q u er h e o m e t e r ,s i n g l e3 c r e we x t r u d e ra n dp h s t i c i z e r s 1 h cm o r p h o l o g yo f n a t i v es t a r c h , T P Sa n
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13、L A ) T P Sb l e n d s T b ef o n o w i n gc o n c l u s i o n sc a nb ed r a w nf r o mt h ep a p e r ：1 T b cg r a n u l a r 捌m c 嘶o fn 确cs t m c hw o u l db ed i s m p t e db yt h ec o m b i n a t i o no ft u m p e r a t m e , s h e a rs t r e s sa n dp l a s t i c i z e r s ，a n db et r a n s f
14、o r m e di n t ou n i f o r ms t r u c t u r ea ss i n g l ec o m p o n e n tt h e r m o p l a s t i ca tl a s t T h ep l a s t i c a t i o no fg l y c e r o lw o u l db er e i n f o w c da n da c c e l e r a t e db yr a i s i n gp r o c e s s i n gt e m p e r a t u r e ，e l o n g a t i n gp r o c e
15、 s s i n gt i m em di n m a s 毋i n gs h e a r矗e l d 2 T h ep l a s t i e a t i o no ft h ep l a s t i c i z m sw a sd e t e r m i n e db yt h e i rm o l e c u l a r 鲢m e t u r e T h ep l a s t i c a t i o no ff o r m a m i d ew a sb e t t e rt h a nt h a to f g l y c o la n dg l y c e r o lb e c a u
16、 s et h em a x h n u n la n de q u i l i b r i u mt o r q a n de q u i l i b r i m nt i m eo ft h ef o r m a m i d e - p l a s t i d z e dT P Sw s m a l l e rt h a nt h a to fg l y c o l - p l a s t i c i z e da n dg l y c e r o l - p l a s t i c i z e dT P S 1 1 l ct e n s i l em 既g l I Io ff o r m a m i d e - p h s t i c i z e da n dg l y c o I p l a s t i c i z e dT P S 懈d e c r e a s e da n dt h ef i a c u me l o n g a t i o no ft h e mW &
