淀粉蒙脱土纳米复合膜制备及性能的研究

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1、山东农业大学硕二i：学位论文摘要本文以羟丙基交联淀粉为基材，以有机改性蒙脱土为增强剂，采用双螺杆造粒，单螺杆挤出吹塑制得淀粉蒙脱土纳米复合膜。测定了淀粉膜的力学、透水、透光、色度、热稳定性能等指标，并通过X．射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)等分别从纳米结构、分子作用力和微观形貌等方面对其进行理论分析。主要研究结果有以下几点：l、不同亲水性有机改性蒙脱土均不同程度的增大了淀粉膜的拉伸强度，提高了阻水性能。其中淀粉．DK3复合膜的拉伸强度达2．47MPa，水蒸气透湿系

2、数4．3l×10Jog．m／m2．S．Pa。XRD和TEM分析显示淀粉分子进入有机改性蒙脱土片层之间形成插层结构；FTIR分析表明有机改性蒙脱土的添加抑制了淀粉和甘油之间的塑化作用：DSC分析表明有机改性蒙脱土的添加降低了淀粉膜的玻璃化转变温度(Tg)；SEM分析显示有机改性蒙脱土有利于淀粉膜微观形貌的均匀化。中等亲水性有机改性蒙脱土DK3(CloisiteNa+)更适合与羟丙基交联淀粉复合制膜。2、随着DK3添加量的增加(0．15％)，淀粉膜的拉伸强度不断增大，透湿系数减小，颜色趋于暗黄色，DK3含量15％时，淀粉膜的拉伸强度为3．37MPa，水蒸气透

3、湿系数为5．14x10dog．m／m2．s．Pa：TGA分析表明淀粉膜失重50％时，含15％DK3的淀粉膜对应温度最高；XRD显示DK3含量对衍射峰的位置影响不大；FTIR说明DK3添加量越大，其对淀粉和甘油之间的塑化抑制作用越明显：XRD和FTIR分析还表明增加甘油含量，会抑制淀粉和DK3之间插层结构的形成。3、添加小分子糖后，淀粉膜拉伸强度减小为1．73MPa，断裂伸长率增加为142％，水蒸气透湿系数增大为4．78x10Jog．m／m2．S．Pa，结晶度降低：SEM显示小分子糖使淀粉膜微观形貌更加均一；XRD和FTIR分析表明小分子糖和DK3竞争与淀

4、粉之间的相互作用。4、挤压吹塑工艺(牵拉比、吹胀比和温度)对淀粉膜性能影响。增大牵拉EB(TUR)和吹胀比(BUR)，淀粉膜的拉伸强度均先增大后减小；升高温度，淀粉膜的拉伸强度降低，断裂伸长率升高；增大牵拉比和吹胀比，淀粉膜水蒸气透过率和透明度均增大：升高温度，水蒸气透过量增大，而透明度则降低，淀粉膜表面淀粉颗粒减少，微观形貌更加均匀。关键词：羟丙基交联淀粉；有机改性蒙脱土：小分子糖；甘油；挤压吹塑淀粉蒙脱十纳米复合膜的制备及性能研究AbstractInthisresearch，thecompositefilmsbyextrusionblowingwer

5、epreparedfromhydroxypropyldistarchphosphate(HPDSP)andenhancedwimorganicallymodifiedclays．TheMechanicalproperty，Permeability，Transparency，ColourandThermalstabilityoffilmsweredeterminedtoevaluatethefilm．Nanostructure，MolecularforceandMicromorphologyoffilmsweredeterminedthroughX-ray

6、diffraction(XRD)，transmissionelectronmicroscopy(TEM)，FourierTransformInfraredSpectroscopy(FTIR)，Scanningelectronmicroscope(SEM)，Differentialscanningcaborimetry(DSC)andThermalGravimetricAnalysis(TGA)．111emainresultswere懿follows：’1、Withtheadditionoforganicallymodifiedclayswithdiffe

7、renthydrophilicproperties，significantlygreatertensilestrengthandlowerwatervaporpermeabilitywereobtained．Tensilestrengthofstarch-DK3filmincreaSedto2．47MPa，whilewatervaporpermeabilitydecreaSedto4．31×10～09．m／m2．S．Pa．XRDandTEMshowedstarchenteredthesilicatelayersandformedintercalateds

8、tarch·claynanocomposite．FTIRshowedthatcl