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可生物降解的天然聚合物材料因其出色的可生物降解性、生物相容性以及广泛的应用范围成为常规包装的替代产品。其中淀粉膜是包装材料研究的热点,目前关于淀粉膜的研究大多集中于通过添加增塑剂和使用改性淀粉来改善淀粉膜性能,关于淀粉自身结构与淀粉膜性能关系的机理阐述不清楚。因此了解淀粉结构与淀粉膜性能之间的关系是十分必要的。本研究选取玉米淀粉作为原料,第一步研究玉米淀粉颗粒在不同糊化温度下的结构变化,基于实验结果选取链状结构(直链淀粉与支链淀粉结构)进行后续实验的研究。第二步通过流延法制取玉米淀粉膜并确定了增塑剂的最佳用量,在后续试验中根据此结果制备玉米淀粉膜。第三步基于前期试验结果筛选出的链状结构和制作完成的玉米淀粉膜,进一步探讨了链状结构与玉米淀粉膜性能之间的关系。第四步对玉米淀粉老化回生过程中的链状结构变化进一步分析,得出链状结构的变化与老化回生过程中玉米淀粉膜性能之间的关系。本研究的主要结果如下:(1)玉米淀粉在糊化过程中不同结构层次的变化。采用不同的糊化温度(50、60、70、80和90℃)对玉米淀粉进行糊化,并研究玉米淀粉在糊化过程中的结构变化。研究表明:在50-60℃阶段内玉米淀粉没有发生糊化反应,各个层次结构能够得到完整保存,没有发生破坏;在70-90℃阶段内玉米淀粉逐渐发生糊化反应,玉米淀粉的颗粒结构、生长环结构、结晶区、片层结构均遭到破坏直至消失,链状结构(直链淀粉与支链淀粉结构)仍能检测到存在。因此在接下来的研究以链状结构为主要研究对象,探究链状结构对玉米淀粉膜理化性能的影响。(2)不同浓度甘油对淀粉基薄膜性能的影响。由于纯玉米淀粉膜容易破碎,无法形成完整玉米淀粉膜,所以需要在玉米淀粉膜的制作过程中添加甘油。本实验通过研究添加不同甘油浓度(15%、20%、25%、30%和35%)的玉米淀粉膜理化性能,发现25%甘油添加量的玉米淀粉膜具有良好的理化性能(低溶解性:32.49±0.53%、低水分含量:16.34±0.45%、低水蒸气透过率:3.79±0.12 g·cm/cm~2·s·Pa)等,并根据此结果制作后续实验所需要的玉米淀粉膜。(3)玉米淀粉成膜过程中链状结构变化。采用不同糊化温度处理(70、80和90℃)的玉米淀粉制作玉米淀粉膜,重点研究在不同温度处理下玉米淀粉链状结构变化。玉米淀粉链状结构的主要变化有:随着处理温度的升高,玉米淀粉的链长分布发生变化,由较长的B2(16.03±0.20-15.19±0.09%)和B3(5.64±0.17-5.01±0.19%)链转变为较短的A链(20.75±0.57-22.64±1.08%)。同时玉米淀粉分子量多分散系数随着温度的升高而不断增加(3.345-5.853)。玉米淀粉DD(1.47±0.01-1.17±0.01)和DO(0.88±0.01-0.71±0.01)随着处理温度的不断升高而不断降低,与之相反的是,直链淀粉含量(23.73±0.26-26.89±0.23%)随着处理温度的不断升高而不断增加。玉米淀粉的结晶度(13.17±0.12-4.14±0.57%)在高温作用下逐渐降低,同时淀粉特有的双折射现象也随着处理温度的升高而消失。(4)玉米淀粉成膜过程中链状结构变化对玉米淀粉膜性能的影响。由于在链长分布中A链的含量和直链淀粉含量增加使玉米淀粉膜形成更加致密的结构,因此导致玉米淀粉膜的厚度(194.00±2.31-169.67±3.46μm)随着温度的升高而不断的降低。随着处理温度的升高,直链淀粉和支链淀粉游离羟基的不断增加,导致与水分子结合的羟基较多,分子间作用力较强不容易发生破坏,因此水分含量(13.21±0.09-16.10±0.16%)随着处理温度不断增加,溶解性不断降低。由于结晶度不断降低和玉米淀粉膜三维网络结构的破坏导致水蒸气透过率(3.09±0.03-3.39±0.05g mm-2·s-1Pa)和表面粗糙度(Rq:111.15-170.50 nm,Ra:83.60-139.00 nm)随着处理温度升高而不断增加。随着玉米淀粉处理温度的不断升高,直链淀粉和小分子量物质产生逐渐增多,由于小分子物质可以填充到无定形区,因此导致玉米淀粉膜的拉伸强度(14.32±0.59-22.03±0.45 MPa)不断增加,断裂伸长率(21.34±1.78-14.18±1.89%)不断减小。此外,玉米淀粉膜降解温度和最大降解速率由于链状结构的破坏而不断降低。本实验建立了玉米淀粉膜性能与链状结构之间的关系。(5)玉米淀粉老化回生过程中链状结构变化。随着玉米淀粉膜老化回生时间的延长,玉米淀粉的分子量多分散系数不断降低,链长分布中A链的含量逐渐降低,B1链含量不断增加,B2和B3链的变化较小。直链淀粉含量随着玉米淀粉老化回生时间的延长不断减少,主要原因为直链淀粉在老化回生的过程中形成晶体结构。由于老化回生过程中直链淀粉和支链淀粉结构重结晶导致玉米淀粉的结晶度、DD和DO随着老化回生时间的延长而不断升高。(6)老化回生过程中链状结构变化对玉米淀粉膜性能的影响。由于玉米淀粉膜在老化回生过程中形成致密结构和水分析出,导致玉米淀粉膜随着老化回生时间的延长,玉米淀粉膜的厚度逐渐降低。同时由于直链淀粉和支链淀粉在老化回生过程中先后结晶,玉米淀粉膜中游离的羟基减少,所以导致水分含量在老化回生过程中不断减少。由于结晶区的不断增加导致玉米淀粉膜致密性上升,所以导致水蒸气难以通过玉米淀粉膜,因此水蒸气透过率不断减小。另外结晶区的形成和玉米淀粉膜三维网络的重新形成导致粗糙度和断裂伸长率不断减小,拉伸强度、最大降解速率和最大降解温度不断增大。本实验建立了玉米淀粉膜老化回生期间链状结构变化与玉米淀粉膜性能之间的关系。