木薯主要种植于亚热带和热带地区,是世界上主要的三大薯类作物之一,通常被用来加工生产淀粉、酒精、饲料等,在加工生产淀粉的过程中产生大量的木薯渣废弃物,每加工1吨的木薯块根大约产生900Kg的残渣(含水分85%),木薯渣中含有大量的淀粉(40-60%)、纤维素(15-50%)、以及少量的蛋白质和脂质。目前木薯渣除用作饲料外,还用于发酵生产酒精、培养蘑菇等,但利用量仍有限。为进一步拓展木薯渣的应用,本文采用机械活化强化甘油塑化的方法对木薯渣进行热塑化改性制备可降解材料,主要研究内容及结果如下:(1)采用自制搅拌球磨机对木薯渣进行机械活化处理,并利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对活化改性产物的分子基团、结晶结构、微观形貌进行分析表征。FT-IR分析显示,木薯渣在3330cm-1处的羟基振动吸收峰变宽,证明机械力打断了分子的氢键作用,产生自由羟基;XRD结果表明17°和18°两个尖峰变为一个宽的弥散峰,说明晶体的有序化程度降低,无定型化程度增加;SEM分析表明,机械活化使木薯渣中的淀粉球形颗粒破坏。(2)以木薯渣为原料,甘油为增塑剂,采用机械活化强化甘油塑化的方法制备热塑性木薯渣。以热压成型板材的力学性能为评价指标,分别研究机械活化转速、反应温度、反应时间、木薯渣粒度、甘油用量、柠檬酸、硬脂酸用量等因素对板材力学性能的影响。结果表明:在机械活化转速250 r·min-1、反应温度70℃、反应时间80 min、木薯渣过80目、甘油用量20%、柠檬酸用量4%、硬脂酸用量2%时,所制备热塑性木薯渣的弯曲强度和拉伸强度分别为14.33、4.28 MPa。FT-IR分析结果表明,随着甘油用量的增加,羟基吸收峰逐渐变高并向低波数偏移,游离羟基减少,甘油与木薯渣分子间的氢键作用增强;XRD结果显示,木薯渣的结晶尖峰变成宽的馒头峰,结晶结构遭到破坏;SEM显示,木薯渣中淀粉的球状颗粒被破坏,并粘结在一起,说明机械活化可有效强化甘油塑化木薯渣。(3)以木薯渣塑化产物为原料,采用热压成型的方法制备木薯渣板材。研究了热压温度、热压时间、热压压力对板材力学性能的影响,以确定热压成型的最佳工艺,并对制备的板材的热性能、耐湿性、可降解性等应用性能进行了初步探讨。结果表明:热压温度155℃、热压压力为7MPa、热压时间为14min条件下所制备的热塑性可降解板材力学性能较佳,其各项指标分别为:弯曲强度20.O1MPa,拉伸强度5.87MPa;DSC和TG曲线显示改性后的木薯渣软化点下降,热分解温度提高,表明其可加工成型,热稳定性提高;湿度越大,对板材的力学性能影响越大;在土埋一个月后板材即出现大量菌落、形变的现象,说明板材生物降解性优良。