随着世界能源危机的加剧和“白色污染”对环境的严重破坏,寻找通用塑料的代替品已经成为各国的研究重点,研究“绿色高分子”逐渐受到重视。淀粉是自然界丰富的可再生资源,它无毒无害,可完全生物降解,因此其开发应用是全生物降解材料领域研究的热点之一。然而较差的力学性能与防水性能却限制了其应用。本实验研究证明:淀粉经过酯化改性大大提高了它的防水性,同时对淀粉进行交联、增塑、增强处理,可以显著提高淀粉薄膜的强度、韧性和防水性能。本试验采用可以降解的合成高分子聚乙烯醇(PVA)为基础原料,在此基础上添加经过改性的淀粉,采用吹塑成膜工艺,制造全生物降解薄膜,因而为解决全球性塑料污染问题提供了一条可靠途径,具有广阔的开发前景。 本课题综述了降解塑料的国内外研究现状和发展趋势,并针对目前降解塑料中存在的问题,提出了研究开发具有良好力学性能和防水性能的淀粉基-全生物降解薄膜的新思路:以玉米淀粉(ST)和聚乙烯醇(PVA)为主要原料,采用化学改性再经双螺杆挤出机共混等方法,通过吹膜工艺制备全生物降解薄膜。本研究的创新之处在于:在试验室里筛选出了PVA的非水塑化剂,实现了PVA的熔融干法吹膜,对淀粉进行化学修饰后与合成高分子共混,较彻底地改变了淀粉的亲水性,提高了淀粉的强度和韧性;在工艺上,用吹膜工艺法制造淀粉基-全生物降解农膜。提出了高分子设计方法在全生物降解农膜上的应用。 本研究的主要内容及结论如下: 1.筛选出了聚乙烯醇(PVA)的非水增塑剂,在DSC图谱上可以看出,在增塑剂甲酰胺的作用下,PVA的熔融温度大大下降,远远低于了它的分解温度。从而顺利地实现了PVA的熔融吹膜。淀粉和PVA可以很好的互混,在综合考虑成本及各种工艺条件后将淀粉与PVA的比例定为1:1。 2.SP膜的增塑剂为协同增塑剂,正交试验确定了其最佳协同增塑反应的增塑剂用量:甲酰胺为8%,乙二醇为8%,甘油和水的混合物为4%:增塑剂的总用量占ST和PVA干重的20%。 3.在试验室里确定了多羟基分子增塑剂与少羟基分子增塑剂的区别。少羟基分子增塑剂对膜的力学性能影响显著,可以大大降低膜的拉伸强度及提高膜的断裂