六偏磷酸钠改性淀粉复合材料制备及性能研究

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本文以木薯淀粉为原料,以六偏磷酸钠(sodium hexametaphosphate,SHMP)为改性剂对木薯淀粉进行耐水性改性,甘油和细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)分别作为塑化剂和补强剂来制备热塑性淀粉(thermoplastic starch,IPS)。在TPS100BC0.02中混入少量生物降解高分子聚乳酸(polylactic acid,PLA),制备TPS100BC0.02SHMPx和(TPS100BC0.02SHMPx)75PLA25系列淀粉基可生物降解复合材料。TPS100BC0.02SHMPx和(TPS 100BC0.02SHMPx75PLA25系列样品的起始拉伸强度(σf)和起始抗冲击强度(Is)随SHMP含量达到10组分(per hundred parts of TPS resin,PHR)时达到同系列样品中最大值,而起始含水率和起始断裂伸长率(εf)达到同系列样品中的最小值。在200C/50%相对湿度(Relative humidity,RH)条件下放置168天后,(TPS100BC0.02SHMP10)75PLA25样品的σf,Is和εf数值仍分别保持在12.7MPa,0.5 KJ/m2and 14.3%,此数值对应于其起始σf,Is和εf数值的4%,31%和3.1倍;是放置同样条件下TPS100B0.02样品σf和I数值的64和10倍,εf数值的25%。TPS100BC0.02SHMPx和(TPS100BC0.02SHMPx)75PLA25系列样品的红外光谱图上出现对应于磷酯基P-O-C官能基团之特征吸收峰,而几乎完全消失的P-O-P伸缩振动,P-O弯曲振动,P-O伸缩振动和P=O伸缩振动之特征吸收峰,说明六偏磷酸钠分子上的磷酸根在与淀粉反应过程中,与淀粉分子上-OH官能基团进行酯化反应。(TPS100BC0.02)75PLA25样品断面上可清晰的看到分散于TPS100BC0.02中的PLA颗粒,而(TPS100BC0.02SHMPx)75PLA25样品的断面出现较少的PLA分散颗粒,此现象说明经六偏磷酸钠改性的TPS100BC0.02SHMPx与PLA分子间有较好的相容性。在200C/50%RH条件下放置7天后,TPS和TPS100BC0.02样品的WAXD和热分析图谱上就已分别出现VH型淀粉衍射峰和熔融吸热峰。而TPS100BC0.02SHMPx和(TPS100BC0.02SHMPx)75PLA25样品在20℃/50%RH条件放置少于28天的WAXD和热分析图谱上均未出现任何熔融吸热峰和VH型淀粉衍射峰。对比于TPS100BC0.02SHMPx系列样品,(TPS100BC0.02SHMPx)75PLA25样品在20℃/50%RH条件放置不同时间,其DSC图谱上均未发现任何新的熔融吸热峰。本文针对经六偏磷酸钠改性淀粉制备的TPS100BC0.02SHMPx和(IPS100BC0.02SHMPx75PLA25系列淀粉基可降解复合材料的耐水性和强度保留率进行讨论。
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