淀粉基高分子材料的研究进展

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1、第1期高分子学报No.12011年1月ACTAPOLYMERICASINICAJan.，2011·特约综述·*淀粉基高分子材料的研究进展汪秀丽张玉荣王玉忠(四川大学化学学院环境友好高分子材料教育部工程研究中心环保型高分子材料国家地方联合工程实验室成都610064)摘要概述了近5年国内外在淀粉的化学、物理改性及其作为一种材料使用方面取得的最新研究进展.淀粉的化学改性主要介绍了淀粉的酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等，而物理改性主要介绍了淀粉分别与黏土、脂肪族聚酯、聚乙烯醇以及纤维素等天然大分子的共混改性，同时还介绍了通过酸化制备淀粉纳米晶.淀粉基材料除了用于制备可生物降解塑料、吸

2、附材料等传统领域外，近年来还被用于组织工程支架、药物释放载体等生物医用领域.关键词淀粉，化学改性，物理改性淀粉是植物经光合作用而形成的碳水化合1.1酯化物，其来源广泛、价格低廉、降解后仍以二氧化碳淀粉的酯化反应是指淀粉上的羟基被酯化生和水的形式回到大自然，被认为是完全没有污染成淀粉酯的反应.低取代度的淀粉酯具有糊化温的天然可再生的材料，在非食用领域得到了广泛度低、絮沉性弱、黏度和透明性高、较易溶于水等的研究和开发.由于淀粉具有不溶于冷水、抗剪切特性，而高取代度的淀粉酯(DS>1.7)具有良好性差、耐水性差以及缺乏熔融流动性等缺点，使得的热塑性和疏水性.为了获得较高取代度的产物，它难

3、以单独作为一种高分子材料使用，需要对其通常在有机溶剂中制备淀粉酯.常用的溶剂有吡进行化学/物理改性来增强某些机能或形成新的啶、甲苯、N，N-二甲亚砜、二甲基甲酰胺等，其中物化特性.改性后的淀粉除了用于造纸、纺织、胶采用吡啶作为反应介质具有用量少、淀粉降解程［1］黏剂、超吸水材料、水处理絮凝剂、发泡材料等度小的优点，同时吡啶还起到了催化反应的作用.传统领域外，还可以用于制备生物降解塑料、组织研究表明，采用酸酐或酰氯与淀粉反应可以得到工程支架、药物释放载体、生物活性物质的载体高取代的淀粉酯，其中酰氯对于制备烷基链的淀［3］等.本文综述了近5年来淀粉的化学/物理改性及粉酯更有效.其应用等

4、方面取得的主要进展情况.由于近年来发现了离子液体对淀粉等天然高分子具有很好的溶解性，因此许多改性反应都可1淀粉的化学改性采用离子液体作为反应介质.离子液体具有热稳对淀粉进行化学改性，早在20世纪40年代定性好、不易燃、不易爆、易于回收利用以及几乎［4］就已经开始了.淀粉的化学改性包括酯化、醚化、无可测的蒸汽压等优点，因此在离子液体中对氧化、交联等.淀粉的化学改性取决于多种因素，天然大分子进行改性可以视为“绿色”过程.［5］例如淀粉的来源(玉米、薯类、小麦等)、预处理Biswas等发现，在80℃，浓度高达15%的淀粉(酸催化水解或糊化)、直链淀粉与支链淀粉的比可以溶解在1-丁基3-甲

5、基氯化咪唑(BMIMCl)例或含量、分子量分布、衍生物的类型(酯化、醚中.这主要是由于离子液体可以与淀粉分子产生化等)、取代基的性质(乙酰基、羟丙基等)、取代强烈的氢键作用，削弱了淀粉分子间及分子内的度(DS)的大小、物理形状(颗粒状、预糊化)、缔氢键，从而导致淀粉的溶解.BMIMCl对淀粉的酯［2］合成分(蛋白质、脂肪酸、磷化合物)等.不同来化没有催化作用，不外加吡啶难以获得淀粉醋酸［6］源的淀粉，采取不同的变性方法、不同的变性程酯或淀粉丙酸酯.Liu等也发现，当淀粉的脱水度，可得到不同性质的变性淀粉.葡萄糖单元与酸酐及吡啶的摩尔比为1∶5∶3时，*2010-08-12收稿，20

6、10-09-10修稿;国家杰出青年基金(基金号50525309)资助项目;通讯联系人，E-mail:yzwang@scu.edu.cndoi:10.3724/SP.J.1105.2011.10249241期汪秀丽等:淀粉基高分子材料的研究进展25在BMIMCl中可以获得取代度从0.37～2.35的取代反应主要发生在C2原子上.离子型淀粉醚淀粉醋酸酯和取代度为0.03～0.93的淀粉丁酸又分为阳离子和阴离子淀粉醚，其中羧甲基淀粉［12］酯.吡啶不仅是酯化反应的催化剂，还与离子液体钠(CMS)是最常见的阴离子淀粉醚.阳离子淀BMIMCl一起起到了反应介质的作用.在BMIMCl粉醚主

7、要以含氮的醚衍生物为主.醚化淀粉具有中对淀粉进行酯化改性时，发现淀粉分子上的羟很多独特性能，如表面活性、触变性、离子活性等，基参与酯化反应的活性顺序为C6>C2>可用于纺织、造纸、食品、医药、化妆品、涂料等领［7］C3，而通常在一般的有机溶剂中的羟基反应的域.［7］活性顺序是C6>C2～C3.此外，Lehmann等影响醚化反应的主要因素有催化剂和醚化剂还采用凝胶渗透色谱-多角度激光光散射联用技的用量、反应介质、反应温度等.纯水体系只适合术(GPC-MALLS)研究了淀