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图解聚乳酸(375)聚乳酸改性之淀粉(3)淀粉/PLA生物降解塑料

(2022-03-17 11:31:44)
标签:

淀粉

聚乳酸

改性

分类: 图解聚乳酸

天然淀粉为天然的多羟基化合物,分子之间存在大量的氢键,这种分子间强的相互作用使其分解温度低于熔融温度,导致天然淀粉没有可加工性。

常见的淀粉基复合降解塑料将淀粉和合成高分子聚合物(如聚乙烯醇PVA、聚乳酸PLA等)、天然高分子聚合物(如植物纤维、淀粉颗粒、细菌纤维素、壳聚糖等)、其他添加材料(如黏土、石墨烯、滑石粉等)以及增塑剂共混复合,获得淀粉基复合降解塑料。 

由于淀粉具有较好的亲水性而 PLA 具有高疏水性,使二者较难分散共混。研究者以热塑性淀粉和 PLA 为原料,通过压缩成型,在聚乳酸层中加入肉桂醛制备双层膜。研究发现与纯淀粉膜相比,低PLA添加量(膜厚的1/3左右)的双层膜的拉伸性能和水蒸气阻隔性能得到很大改善,膜保持高透明度,氧气透过率低。肉桂醛的加入使薄膜变薄,可保持良好的阻隔性能,但力学性能变差。

    利用挤出吹塑的方法制备组成为78%木薯淀粉和22%PLA的降解塑料,TPS/PLA复合降解塑料在分子组成和表面结构上的变化主要表现为崩裂、破碎和矿化三个阶段。破碎可能是由于非生物降解因素(温度升高)促进引发水解过程,并进一步生物降解为单体。

    在聚乳酸转变乳酸或乙醇酸的过程中,通过C==O的振动来证明材料的降解,通过观察微生物作用产生的气孔来观察材料表面的变化。TPS/PLA 复合降解塑料在32天的生物降解率可达到65%。

    将具有疏水性的PLA与淀粉复合制备生物降解材料,能够有效改善淀粉基降解塑料阻水性差的缺点但二者较大的极性差异使其难以分散形成均一稳定的共混体系,淀粉的添加量和产品的稳定性受限。因此需要对淀粉进行表面改性处理或者添加助剂材料,提高组分之间的相容性和产品的稳定性。

 

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