译文：淀粉和含酸酐合成聚合物混合物性质Ⅱ

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1、淀粉和含酸酐合成聚合物混合物性质Ⅱ—论淀粉中支链淀粉和直链淀粉比例的影响简介本文研究了不同添加量的淀粉和其他多糖所组成的聚合物的性能，用以替代纯的合成聚合物。多糖组分将在环境中降解，从而减少固体废弃物污染，另外，多使用多糖也可以减少使用由不可再生石化资源合成的聚合物。淀粉是由重复的1，4-α-D葡萄糖单元组成。它是一种直线型的（直链淀粉）和支链型的（支链淀粉）聚合物组成的混合物。直链淀粉的分子量在几十万，而支链淀粉分子量通常在几百万。常用的天然玉米淀粉中直链淀粉含量大约为25%，当然也存在有其它的有特殊用途的不同直链淀粉含量的淀粉。特别地，商用的玉米

2、淀粉中直链含量范围可从0%（可塑）到70%。人们预期由不同支链/直链比的淀粉所组成的共混物物理性质差别很大。事实上，在淀粉应用最为广泛的食品工业中，支链/直链比是对性能影响重大的一个因素。淀粉由本身性质决定不适合于很多应用，如塑料方面。它难于加工，而且对温度相当敏感。物理性质如伸缩性，硬度及尺寸稳定性受环境影响，为了克服使用淀粉造成的物性较差的问题，通常将淀粉与水溶性的合成聚合物共混。在合成聚合物工业中，将两种或多种组分共混加入一种材料，使其增加新的特性，已是一种众所周知的加工工艺。因为淀粉和疏水性的合成聚合物在分子水平上是不能共混的。将样品混合为共

3、混物两相会发生分离。可以通过在每一聚合物上引入一种可起反应的官能团来改善两不相溶聚合物的性质，使其达到相溶。在共混阶段官能团将发生反应。在淀粉—聚合物共混时，我们希望合成聚合物上的官能团可以与淀粉的羟基（或改性淀粉中的羧基）发生反应。合成聚合物上的官能团与淀粉中的羟基形成氢键或共价键。在Otey合作者的文献中报道了淀粉和聚乙烯—丙烯酸共聚物的共混物。Willet则将淀粉和稀烃共聚物进行共混。Jane和合作者们则将淀粉，氧化聚乙烯及PE共混。在最新公布的专利中（此专利供给WarnerLambert的Novon）叙述了很多将破坏后的淀粉，相溶剂和其他任选

4、的热塑性合成聚合物进行共混的实验。由George和合作者所写的论文中论述了在淀粉与聚乙烯，丙烯酸共聚物所组成的共混物，当直链淀粉含量增加，伸长率增大。8在前面的研究中，我们报道了天然玉米淀粉和含有顺丁烯二酸酐官能团的合成聚合物（苯乙烯或二元乙丙橡胶）共混物的性质。共混物中淀粉含量不同。共混物中淀粉含量增加，其吸水能力提高，而且共混物对混合时间，速度十分敏感，特别是对于淀粉/苯乙烯顺丁烯二酸酐共聚物的共混物更是如此。如果将非反应的苯乙烯或二元乙丙橡胶以相同比例加入共混物，与只加入顺丁烯二酸酐的共混物相比，其拉伸强度低。淀粉/乙丙烯-g-顺丁烯二酸酐（E

5、PMA）共混物有两个玻璃态转化点，一个为淀粉的转化点，一个为EPMA的转化点。淀粉/苯乙烯-顺丁烯二酸酐（SMA）共混物则存在一宽的玻璃态转化点。共混物中淀粉对加工条件敏感。通过凝胶色谱法分析淀粉明显降解。在此研究中，我们拓展了以前的工作，将不同支链/直链比的淀粉进行共混。本实验的目的是为了探讨共混物中淀粉的支链/直链比例对淀粉/顺丁烯二酸酐聚合物的性能的影响。如文献所述，我们采用SMA和EPMA合成聚合物。共混物中淀粉含量为60%。淀粉中直链淀粉含量为0.50%和70%。下文介绍了共混物的扭矩，拉伸强度，吸水性，贮存（G’）和损失模量（G”），以及

6、光点扫描显微镜（SEM）照片等。实验部分本实验所用的玉米淀粉中直链含量为0.50%和70%重量比三种。所用淀粉Thermoflow（0%直链淀粉），Hylon　Ｖ（５０％直链淀粉）和Hylon　Ⅶ（７０％直链淀粉），均为Ｎａｔｉｏｎａｌ淀粉化学公司出品。SMA（Dylark232）是Ａｒｅａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ产品，此类产品含有大约８％顺丁烯二酸酐。ＥＰＭＡ（１８０１）由ＥｘｏｎChｅmicals提供，所得共混物包括大约０.８％顺丁烯二酸酐。共混物制备共混物用一挤出机连续挤出制备。共混时所用挤出机是实验室用同相双螺杆挤出机（ＨａａｋｅInstrume

7、nts，Paramus，NT）螺杆长径比为20：1，挤出机分为三个温度控制区，物料通过毛细管模头挤出。可用扭力测定仪来监测扭矩的变化。淀粉湿度大约为10%，以提高加工性能。挤出淀粉/SMA物料时，挤出机应有一抽气螺杆。第一区温度设置在120℃，二区设置在165℃，三区为180℃，模头温度则为180℃。挤出时螺杆转速为63rpm。挤出物为绳状，表面光滑。对于淀粉/EPMA挤出时可不用抽气螺杆。一区温度为80℃，二区为150℃，三区为180℃，模头温度设为80℃，挤出螺杆转速为72rpm，挤出物料为柔软的绳状，对于每种物料最小的滞留时间大约是45秒。为了

8、研究加工时扭矩变化对样品性能的影响，包括HylonV和EPMA的共混物以三种不同扭矩进行挤出。可通过改变挤出