摘 要

随着工业的发展，塑料制品的产量在不断增长，用途不断扩大。但塑料制品在带给人们便利的同时,也为环境带来大量的固体废弃物，所形成严重的白色污染已成为世界性公害。发展非石油基聚合物如淀粉基塑料,研制可在自然环境中降解的可再生资源代替石油生产塑料,已成为当下的热门研究课题。

本文实验部分通过添加VL-1080自由基型光引发剂来探究淀粉塑料耐水性。实验采用食品级玉米淀粉，以甘油作为增塑剂，其中甘油质量为淀粉总质量的 1/3， 将二者用高速搅拌机搅拌均匀后在双螺杆挤出机上塑化挤出，经冷却造粒， 注塑得到标准哑铃状TPS样条。将本实验所选用自由基型光引发剂VL-1080涂于样条表面，经紫外光照射后对样条做拉伸，弯曲，冲击，接触角的表征以及红外，吸水率的测试。结果表明光照时间为15min 时，弯曲强度和冲击强度从纯 TPS的4.7MPa、19.98KJ/m²达到12.5MPa、312.92KJ/m²， 接触角由60.07°增加到115.7°。自由基型光引发剂 VL-1080的加入， 通过紫外光照的交联固化使热塑性淀粉的拉伸强度不断增大，断裂伸长率有所降低；弯曲强度和冲击强度先增大后减小；接触角先增大后减小，耐水性能有所提高。总之，当光引发剂 VL-1080 的浓度为6%，经紫外光照射15min时，样品材料的综合性能最好。

关键词： 热塑性淀粉；全淀粉塑料；生物降解；研究现状

Effects of photo-initiator 1080 on water resistance of starch plastics

ABSTRACT

With the development of the industry, the production of plastic products in the growing use of expanding. But the plastic products to bring the convenience of the people, also bring a large amount of solid waste to the environment, the formation of serious white pollution has become a worldwide public hazard. The development of non petroleum based polymers such as starch based plastics, biodegradable in nature in the environment of renewable resources instead of oil production of plastic, it has become a hot research topic at the moment.

In the part of experiment by adding VL-1080 radical photoinitiator to explore starch plastic water resistance. The experiment uses the food grade corn starch, glycerol as the plasticizer, which is the total mass of starch glycerol quality 1/3, the two high-speed stirring machine after extruding twin screw extruder, cooling granulation and get the standard injection of dumbbell shaped TPS spline. The experiment selected radical photoinitiator VL-1080 coated on the spline surface, after the UV irradiation of spline tensile, bending, impact, contact angle and water absorption rate of infrared characterization, the test results show that the light time. For 15min, the bending strength and impact strength of pure TPS from 4.7MPa, 19.98KJ/m2 to 12.5MPa, 312.92KJ/m2, contact angle from 60.07 degrees to 115.7 degrees. The increase of free radical photoinitiator addition agent VL-1080, the tensile strength of cured by UV light made of thermoplastic starch increased, the elongation decreased; bending the strength and the impact strength increases first and then decreases; the contact angle increases first and then decreases, water resistance is improved. In a word, when the concentration of photoinitiator was 6 VL-1080 %, the UV irradiation of 15min, the comprehensive performance of the samples is best.

Key words：Starch; Thermoplastic Starch Polymer; Biodegradation；Research Status

目 录

1 前言

1.1 淀粉塑料的定义

1.2 淀粉塑料的分类

1.2.1填充型淀粉塑料

1.2.2光/生物双降解型淀粉塑料

1.2.3共混型淀粉塑料

1.2.4全淀粉塑料

1.3 国外研究现状

1.3.1国外生产状况

1.3.2国外研究成果

1.4 国内研究现状

1.4.1国内生产状况

1.4.2国内研究成果

1.5 目前存在的问题

1.5.1价格

1.5.2降解性能

1.5.3使用性能

1.6 研究发展趋势

1.7 本课题研究的内容和意义

1.7.1研究内容

1.7.2研究意义

2实验部分

2.1实验药品及仪器

2.1.1 实验仪器

2.1.2 实验药品

2.2 实验原理

2.3 实验摸索阶段

2.3.1 实验步骤

2.3.2 摸索阶段结果分析

2.4 实验实施阶段

2.4.1 实验步骤

2.4.2 性能测试

3 结果与分析

3.1 样品外观图

3.2 冲击性能测试分析

3.3 拉伸性能测试分析

3.4 弯曲性能测试分析

3.5 FT-IR 分析

3.6 接触角分析

3.7 吸水率分析

结论

致谢

参考文献

1 前言

随着社会发展,人们对塑料的需求越来越大,传统塑料所面临的两大问题，即塑料废弃物对环境的污染和石油原料的枯竭逐渐暴露出来。解决这些问题要做到两点：一是对传统塑料进行回收，重加工以提高塑料使用寿命；二是凭借先进的科学技术手段，充分利用自然界中广泛存在天然大分子材料，如纤维素、蛋白质、甲壳素等。与传统塑料相比，天然高分子有着明显的优势：来源广泛，价格低廉，再生周期短，最重要的是天然高分子可被自然界中存在的微生物降解，对环境无污染^[1]。在这种情况下,寻找原料来源广泛,价格低廉,对环境污染小，且能够克服天然高分子材料易吸水易降解等缺点的新型塑料成为科学家研究的内容,淀粉塑料因满足上述要求而成为研究的焦点。

1.1 淀粉塑料的定义

淀粉塑料，即淀粉基塑料，指组成中含有淀粉及其衍生物的塑料。国标GB/T21661—2008指出：淀粉含量在15%以上即可称为淀粉基塑料。

淀粉分子间强烈的氢键作用，使得通常情况下淀粉并不具有塑料的加工和使用性能。但若向淀粉中加入增塑剂(如甘油)，便可破坏淀粉原有的结晶结构，使分子结构无序化，实现由晶态向非晶态的转化，从而淀粉分子间和分子内的氢键作用被削弱而具有热塑性，转变成热塑性淀粉(TPS) ，即可获得一定的加工性能。

1.2 淀粉塑料的分类

根据淀粉含量及添加物的不同，可将淀粉塑料分为四类^[1]：（1）填充型，淀粉添加量在10-30%之间;（2）光/生物双降解型，在填充型淀粉塑料中加入光敏剂以加快塑料的分解;（3）共混型（改性淀粉），由淀粉（或改性淀粉）和合成树脂或其他天然高分子共混而成，淀粉含量在30-60%；（4）全淀粉型，淀粉含量在90%以上。