淀粉基泡沫材料的研究进展

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1、淀粉基泡沫材料的研究进展随着聚合物工业发展，其所导致的环境污染引起了人们对聚合物废弃物处理问题的关注。泡沫塑料密度小、体积大、不便于集中和运输，而且本身化学性质稳定，具有耐老化、抗腐蚀等特点，口益增长的泡沫塑料垃圾对生态系统的威胁越来越大，引起了严重的“白色污染”，世界上许多国家均已立法禁止生产难降解的泡沫塑料产品”。近年来我国泡沫塑料产量每年以约10%的速度增加。据估算，我国仅电视机用泡沫包装材料每年废弃量就达1.5万to此外,随着关税壁垒的逐渐弱化，国产商品的出口开始受到“绿色贸易壁垒”的困

2、扰。在这些“绿色贸易壁垒”中，由于我国的包装材料不合格而被拒之在他国门外的占相当大的一部分。因此开发并应用具有良好环境相容性的“绿色环保缓冲材料”已成为21世纪的必然趋势。淀粉是绿色植物光合作用的最终产物，是牛物合成的最丰富的可再牛资源，具有品种多、价格便宜等特点。此外，淀粉还具有挤出膨胀性能和抗静电作用，可以用于包装运输等领域。淀粉易受微生物侵蚀，具有优良的生物降解性能。因此，开发淀粉基可降解泡沫塑料不仅为更好地利用丰富的天然资源开辟了一条新的途径，而且还可以解决“白色污染”，给我们现有的生活

3、环境和可持续发展提供良好的“沃土”，另外还能缓解牛化能源紧缺的危机。笔者现就国内外淀粉基可降解泡沫塑料的成型方法作一综述，以期为进一步开展绿色缓冲材料的研究提供指导。1天然淀粉泡沫塑料天然淀粉包括玉米淀粉，土豆淀粉，小麦淀粉，蜡质玉米淀粉，高度支化土豆淀粉，木薯淀粉以及西米淀粉等21。一般呈粒状，含有不同比例的直链和支链结构。普通淀粉泡沫塑料大都是开孔结构，泡孔均匀性差，较脆；而高直链淀粉泡沫塑料则形成闭孔结构，泡孔小而且比较均匀，压缩强度较普通淀粉泡沫塑料小，脆性明显降低。2变性淀粉泡沫塑料淀

4、粉是一种强极性的结晶性物质，热塑性差，同时淀粉是亲水生物质，由纯淀粉制备的泡沫塑料不适宜在有水或湿度较大的环境中使用，因而耍对淀粉进行改性，以适应生产和应用的要求。改性淀粉包括酯化淀粉，瞇化淀粉,接枝共聚改性淀粉，酸水解淀粉，交联淀粉和酶转化淀粉等叫其中酯化淀粉，瞇化淀粉和接枝共聚改性淀粉较为常见。3淀粉/合成树膳复合泡沫塑料3・1与合成树脂共混B.Carlal4J等均各淀粉与聚合物共混挤出，其中包括聚合物A可以与淀粉兼容；B可以与淀粉反应，制得密度为5-13kg/mol的泡沫塑料。A.Yosh

5、imi等⑸，用淀粉与合成树脂PVA和EV0II共混，在非离子表面活性剂，增稠剂及填充材料的存在下，由水发泡制备的淀粉泡沫塑料，具有密度小和表面性能优良等特点。3.2与PVA共混R.L.Shogzen等⑹研究了由淀粉/PVA共混烘焙制备泡沫塑料的工艺,结果表明，在较低湿度时，88%醇解的PVA强度的提高较大，而在湿度较高时，98%醇解的PVA较大弯曲强度［PVA的分子量的提高而增大；交联剂的加入可以进一步提高耐水性T微观结构分析发现，膨胀的淀粉颗粒镶嵌在PVA中，淀粉在烘焙过程屮发生凝胶化，PVA

6、向更高程度的结晶转变。3・3与EVOH共混J.Y.Chatl等⑺研究了挤出温度及原料湿含量对淀粉基泡沫塑料物理性能的影响，组分为49%的小麦或玉米淀粉,33%EVOH,10.5%水,7%发泡剂及0.5%的成核剂，由单螺杆挤岀，螺杆转速为100rmp。结果表明，体积密度随挤出温度的升高而降低，最大膨胀出现140°C,密度是聚苯乙烯的4—8倍。3.4与商业化生物降材料共混QiFangl等凶用普通(含直链25%)玉米淀粉和蜡质玉米淀粉与EastarBioCopolyeste14766(EBC)以各种比

7、例相混合，双螺杆挤出。研究表明，普通玉米淀粉的水溶性指数低于蜡质玉米淀粉，但两种淀粉制得的泡沫塑料具有相似的机械性能；含EBC10%的泡沫塑料的压缩强度大于含EBC25%的压缩强度；含水19%和22%的泡沫制品膨胀率大于含水25%的泡沫制品，含水22%的泡沫制品具有较低的水溶性指数。4、淀粉基泡沫塑料的成型1挤出发泡20世纪80年代末，人们开始利用挤出发泡成型工艺制备淀粉基泡沫塑料，以代替聚苯乙烯(Ps)作松散填充物。其中加工条件、淀粉组成、发泡剂、含水量等对淀粉在挤岀机中的发泡行为有很人影响。

8、R.Chinnaswamy等円1指出几乎所有的最大膨胀都出现在直链淀粉质量分数为50%的淀粉屮。J.Y.Cha等发现淀粉基泡沫塑料的性能与发泡时淀粉的含水量及挤出条件有很大关系。V.D.Miladinov等〔⑼用乙猷;化淀粉为原料制备泡沫塑料时发现，成型温度为120〜C时比160°C时所得制品的弹性和吸水性指数低,而压缩强度和密度则较大。V.D.Miladinov等屮］还发现以乙醇为塑化剂和发泡剂挤出发泡乙酥化淀粉时,所得制品的密度较低，弹性指数较高。B.Sandccp等说】以淀粉与Ps及聚甲基