淀粉PPC共混研究

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1、我在10月份阅读了一些淀粉和PPC共混方面的文献，关于这个课题有很多想法，总结几点如下：(参考文献目录列在最后，并附在附件里，文件按先后顺序编号以便老师查看)1.淀粉由于氢键作用而具有结晶性，其熔点高于其分解温度，在150℃的温度下主要以颗粒的状态存在，难出现熔融相。王佩璋1等分别用山梨醇，甘油，乙二醇（分子量从大到小排序：山梨醇﹥甘油﹥乙二醇）作为增塑剂对淀粉和LDPE进行共混制备薄膜。发现直链淀粉比支链淀粉更容易塑化，加入增塑剂后，体系的颜色会发生改变。增塑剂的分子量越大颜色变得越深。具体情况如下：山梨醇:白色变浅棕色；甘油

2、:白色变黄色；乙二醇：白色变浅黄；这跟我们希望得到白色乃至透明的共混物的想法相悖。水也可以作为淀粉的增塑剂，KatherineDean2用含水15wt%的凝胶高直链淀粉和PBSA、PCL（未添加任何相容剂）进行共混，发现凝胶淀粉含量为50%时共混物断裂伸长率和和100%聚酯的断裂伸长率相当，但拉伸强度则有所减少（如下图所示）水进入到了凝胶淀粉中，和淀粉的氢键作用，起到了增塑效果，增加了表面的粘结力使断裂伸长率增大。水同时也减弱了淀粉原有的刚性，使得拉伸强度减少。热稳定性方面，温度超过100℃，水会从共混物中开始大量蒸发，使得体系

3、失重。水分的存在也影响聚酯热稳定性，易发生水解失重。（如左下图所示）右上图说明在200℃温度下聚酯的损失重量基和相应的理论水份含量的对比图。图中可以看出，聚酯的损失重量和理论含水量相差不大，说明损失重量里绝大部分是水分。KatherineDean的出发点是非常好的，不使用任何可能有毒的助剂，降低了成本。他们直接利用含水凝胶淀粉和聚酯共混，取得断裂伸长率和100%聚酯的相当的结果。我想知道如果把物料的水分在恒温100-200℃下蒸发掉后，基本不含水的材料力学和热性能会如何变化？可能材料会由于水分蒸发而出现很多孔洞气泡，可以再对材料

4、混匀一次消除孔洞和消除应力集中点。如果性能可以保持甚至提高，这将是一种不需加任何助剂的好方法。2.淀粉糊化后，整个分子链等到充分舒展，同时具有多孔状的凝胶结构，其比表面积有了很大的提高，与聚酯的相容性提高。JamesClark3发现了一种新的扩大淀粉比表面积的方法，先在水中加热让淀粉糊化，生成多孔凝胶结构。在低温（一般5℃左右）下，把凝胶放置几天，导致淀粉回生，生成凝胶网络。然后用乙醇把凝胶中的水分洗脱出去，同时保存多孔结构，这样就能获得高比表面积的淀粉（1m2 g-1增加到100m2 g-1）。这意味着反应剂能更易进入淀粉结构

5、里，跟其官能团反应，同时氢键减弱，淀粉的塑性增强。回顾一些淀粉与聚酯共混的文献，基本上都是加入增塑剂，增容剂，或者交联剂，围绕着淀粉羟基进行化学改性。很少考虑过改变淀粉的物理性质（比如尺寸大小，比表面积，相结构等等），JamesClark的方法，实际就是把淀粉原来氢键形成的结晶结构变成了一种多孔凝胶网络结构，使得比表面积大大增加，可能会对与PPC共混结果产生很大影响。同样的，改变其他物理参数也可能取得相似的效果，比如减少淀粉粒径尺寸，可用球磨机对糊化淀粉进行打磨，磨完干燥后再糊化再磨，最终淀粉尺寸能否接近纳米级？我们可以先细化淀

6、粉然后在执行JamesClark的方法，可能可获得更高比表面的淀粉。微波膨化的原理是微波能量使物料深层水分迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压力，迫使物料膨化，并依靠气体的膨胀力带动组分中高分子物质的结构变性，从而使之成为具有网状组织结构特征，定型成为多孔状物质的过程。这可能也是一种获得高比表面淀粉的方法。3.酯化淀粉常被用于与聚酯共混。而马来酸酐则常用于制备酯化淀粉，富露祥4用马来酸酐酯化淀粉作为相容剂对淀粉和PPC进行共混，改善了淀粉和聚丙撑碳酸酯的相容性,力学性能如下：长春应用化学研究所的赖明芳5等用马来酸酐封端PPC，改善了PP

7、C的热稳定性、力学性能并首次确认了马来酸酐封端的PPC(MA2PPC)在升温过程中会发生大分子偶联反应力学性能对比如下：(MA-PPC表示马来酸酐封端的PPC)PPC和MA-PPC分别在110～150℃之间进行30min的退火处理,然后测定它们的分子量及分子量分布指数,结果如下表.可见,MA-PPC在110,120,130,140,150℃条件下退火30min后,其数均分子量和重均分子量均增加大约一倍,而分子量分布指数变化不大.相反,PPC经130℃,30min退火,其分子量及分子量分布指数基本未变.推测升温过程中偶联反应如下：

8、如果用马来酸酐酯化淀粉和马来酸酸酐封端的PPC共混，淀粉和PPC能否通过马来酸酐产生类似上面的偶联？由于淀粉上的羟基多，酯化后马来酸酐基团也远比PPC多，淀粉自偶联几率比与PPC偶联的几率大。那有多少淀粉会和PPC偶联？挤出机的温度，压力对偶联有什么影响？偶联后