可降解玉米淀粉膜的制备与研究论文

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1、项目编号ycx1306《大学生实践创新训练计划项目》论文项目名称：可降解玉米淀粉膜的制备与性能研究项目负责人：杨家栋学号：06111130项目所属系化工与制药工程系项目参加者：杨家栋（学号：06111130）张林丽（学号：06111212）黄琦（学号：06111213）林嘉威（学号：06111127）项目指导教师：陆瞿亮项目验收时间2014年5月可降解玉米淀粉膜的制备与性能研究杨家栋张林丽黄琦林嘉威东南大学成贤学院摘要：通过淀粉与聚乙烯醇的共混制备可降解淀粉膜。并研究了加入的马来酸酐、硝酸铝、硝酸镁、尿素、碳酸钙以及淀粉和聚乙烯醇的量对其吸

2、水性、降解能力、力学性能的影响。结果表明，尿素和硝酸铝的加入对薄膜的拉伸强度及吸水倍率都有明显的提高。关键词：淀粉聚乙烯醇降解吸水倍率力学性能简介：由于“白色污染”等环境问题日益严重，威胁到了人们赖以生存的生活环境。多数高分子材料很难被微生物降解，是由于增塑剂、稳定剂、填充剂等低分子物质发生分解造成的[1]。而淀粉作为自然界丰富的可再生资源，它无毒无害，可以完全降解。但由于淀粉本身的结构的因素，其稳定性，强度等不是很好。因而通过其改性制得可发生微生物降解的淀粉膜可改善这种状况[2]。聚乙烯醇主链上含有大量羟基，与淀粉具有一定的相似性，通过加

3、入马来酸酐等交联剂使其分子间作用加大。且聚乙烯醇的强度和吸水性都较为理想[3]。实验部分：一、实验用主要原料淀粉：兴化市味宝调味食品有限公司；聚乙烯醇（PVA）：聚合度1750，化学纯，国药集团化学试剂有限公司；马来酸酐：国药集团化学试剂有限公司；硝酸铝：上海新宝精细化工厂；碳酸钙：国药集团化学试剂有限公司；丙三醇：广州市金华大化学试剂有限公司。二、制作过程第一部分：2.1.聚乙烯醇（PVA）混合物膜——淀粉和PVA复合。通过水浴加热至80oC聚乙烯醇溶解蒸馏水中制得PVA溶液。同时，通过水浴加热至80oC淀粉溶解蒸馏水中制得淀粉溶液，再将

4、PVA溶液和淀粉溶液混合，维持在80oC并保持搅拌90分钟至淀粉糊化。加入马来酸酐，硝酸铝（硝酸镁、碳酸钙）、丙三醇、尿素等在80oC温度下持续搅拌90分钟，制成混合糊浆。最后将糊浆在80oC烘箱中烘干，制成约0.2厘米厚的薄膜。组别PVA/g淀粉/g马来酸酐/g硝酸铝/g硝酸镁/g碳酸钙/g丙三醇/g尿素/g12410000022003044620.50.1000.10.0558200.10610200.1表一：实验配方2.2.检测方法2.2.1红外检测对每个薄膜取1cm×1cm的大小进行红外检测。2.2.2.吸水倍率取相同大小的薄膜，在

5、pH值为2.29，9.7，12.37的情况下，经0，20，40，60，80，100min后测定样品的吸水倍率。并按下式计算样品的吸水率：式中,W为吸水率;为干膜质量;为湿膜质量。2.2.3.降解能力的检测取一个大小适合的盆，并加入新鲜泥土。再把所制得薄膜（质量为）埋入其中，每隔一周取出烘干称重（质量为）。其计算公式为：式中C1为干膜质量，C2为薄膜在土壤中放置一段时间后的质量。2.2.4.力学性能的测试将制得的膜剪成长方形小块，在试验速度为100mm/min下每组测试两次，取平均值。2.3.结果与讨论2.3.1.红外检测及分析通过以上配方制

6、得6组产品膜，并对其红外检测，得到图一。图一分析：在1729cm-1的时候，纯淀粉膜和纯PVA膜都没有出现吸收峰，而其他四个出现了明显的吸收峰，这是羰基吸收峰，说明淀粉和PVA已经发生酯化反应；1019cm-1和1227cm-1是-C-O吸收峰；760cm-1：糖苷环振动吸收；3276cm-1和1650cm-1：羟基的振动吸收；可以得出结论：淀粉和聚乙烯醇之间可能形成了氢键。2.3.2吸水倍率的测试机分析图二：1号薄膜吸水倍率图三：2号薄膜吸水倍率图四：3号薄膜吸水倍率图五：5号薄膜吸水倍率图六：6号薄膜吸水倍率分析：在pH值为2.29，9

7、.7，12.37的情况下，经0，20，40，60，80，100min后测定样品的吸水倍率。从实验数据分析可知：4号样品在酸性条件下的吸水倍率最小，5号样品在碱性条件下的吸水倍率最小。2.3.3..降解能力的检测本实验通过埋土法对淀粉膜进行降解能力的检测：将6份样品埋入同一土层中，并每隔一周将它们从土中挖出，清洗干净后并烘干称重，对比他们的降解能力。经一个月测量后，得到下图。图七：1号膜降解率图八：2号膜降解率图九：3号膜降解率图十：4号膜降解率图十一：5号膜降解率图十二：6号膜降解率分析：从实验数据可知，随着时间的增长，薄膜质量都一定程度的

8、发生改变，且越来越小。纯淀粉和纯PVA膜的降解能力较差，在加入马来酸酐、硝酸铝和硝酸镁后降解能力得到了提高，其中硝酸铝对于降解能力的提高最为明显，为42%。2.4.结论通过以上6