淀粉基可降解复合薄膜的制备及其性能研究

作     者：宋小丽 

作者单位：西北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张哲;雷自强

授予年度：2010年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：淀粉 壳聚糖 凹凸棒 可降解 复合薄膜 阻燃 

摘      要：为了解决世界性的塑料严重污染及开拓非石油基塑料原料的来源,可降解塑料这一研究方向被人们所关注。淀粉是一种十分重要的天然高分子,具有来源广泛、价格低廉和可生物降解等优点。淀粉分子之间氢键作用强,限制了分子链的运动,因此淀粉不具备热塑性加工的性能。通过添加小分子的增塑剂,在热和剪切的作用下可制备热塑性淀粉材料。 本课题综述了降解塑料的国内外研究现状和发展趋势,并针对目前降解塑料中存在的问题,提出了研究开发具有良好力学性能和阻燃性能的淀粉基全生物降解薄膜的新思路。 本研究的主要内容及结论如下: 1.壳聚糖（CS）为淀粉薄膜的增强剂,丙三醇为淀粉薄膜增塑剂。确定了其最佳反应条件为:St与CS的最佳配比为2:1,丙三醇含量为St和CS干重的40%。 2.加入为St和CS干重的4%的坡缕石,可以改善淀粉薄膜的力学性能。膜的拉伸强度可达12.6MPa,断裂伸长率为132%。 3.通过红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜微观结构分析表明:在St和CS分子间形成了化学交联键,而坡缕石（凹凸棒）则进一步与St和CS中的游离轻基发生氧键合作用,并形成特定的致密均一的网状结构。 4.两种薄膜经过的土埋降解、微生物降解试验表明:淀粉薄膜具有良好的生物降解性能,薄膜在50天的降解率分别达到62%和73%。 5.添加有机微胶囊红磷作为复合薄膜的阻燃剂,复合薄膜的阻燃性能有很大的提高。通过氧指数测试,当有机微胶囊红磷为St和CS干重的5%以上时,复合材料的氧指数在30以上。 本论文将坡缕石引入淀粉可降解塑料性能研究,并进行淀粉阻燃方向的研究拓宽了淀粉塑料的应用领域,同时也为当地大量的坡缕石和黄土矿产资源开发了新的应用前景。