淀粉基生物降解塑料的应用研究现状及发展趋势.pdf

第 27 卷 第 1 期 河 南 科 技 大 学 学 报 : 自 然 科 学 版 Vol. 27 No. 1 2006 年 　 2 月 Journal of Henan University of Science and Technology :Natural Science Feb. 2006 ( ) 文章编号 :1672 - 6871 2006 01 - 0061 - 04 淀粉基生物降解塑料的应用研究现状及发展趋势 赫玉欣 , 由文颖,宋文生 ,张玉清 (河南科技大学 化工与制药学院 ,河南 洛阳 471003) 摘要 :简述了开发淀粉塑料的意义及研究发展趋势 ,指出含淀粉量低的填充型淀粉塑料由于其组分大部分为 ( ) 非降解树脂 ,难以符合环保要求 ,发展的趋势是开发含淀粉量在 80 %以上 其余组分均可降解 能完全降解的 所谓全淀粉或基本全淀粉热塑性塑料 ,蒙脱土为增强相的热塑性淀粉纳米复合材料是研究的热点。 关键词 :淀粉 ;生物降解 ;农用薄膜 ;包装材料 中图分类号:TQ321. 4 文献标识码 :A 0 　前言 基于环境和社会可持续发展的压力 ,各国政府都对塑料的白色污染给予了高度重视 ,因而对可降解 塑料的研发给与了大力支持。 [1 ] ( 淀粉为多糖类化合物 ,是目前广泛使用的可生物降解的天然高分子。虽然淀粉在很多领域 如造 ) [2 ] 纸、纺织、石油工业 得到大量的应用 ,但淀粉属于含多羟基的刚性天然高分子材料 ,其吸湿性、脆性以 及难以塑化等缺陷一直阻碍着淀粉材料的大量应用。20 世纪 70 年代以来 ,人们将淀粉与人工合成塑 料共混开发出了一系列降解塑料产品 ,其中淀粉基塑料约占 2/ 3 ,但这类淀粉基塑料不能完全降解 ,对 解决环境污染意义不大。90 年代以后人们开始研究全淀粉热塑性塑料。目前 ,如何提高淀粉塑料的韧 性、耐吸湿性以及可加工性成为这一领域的研究热点。 1 　国内外淀粉基降解塑料的发展概况 淀粉基塑料泛指其组成中含有淀粉或其衍生物的塑料 ,可分为淀粉填充型塑料和全淀粉塑料。就 其降解性而言 ,可分为淀粉填充的不完全生物降解的崩解型塑料和以淀粉基可生物降解树脂为主要原 料的完全生物降解塑料 ,前者包括国外所称的第一、二代淀粉填充型塑料 ,这类塑料主要依据英国 L. Griffin 和 F. H. Otey 等人的专利技术 ,采用颗粒状淀粉为原料 , 以非偶联方式与聚烯烃结合,添加量在 [3 ] ( ) ( ) 15 %以下。此类产品的明显缺陷 是 : 1 淀粉与聚烯烃 主要为 PE 粘附不良、相容性差 ,影响成品的 力学性能 ; (2) 淀粉在配混料中难以分散均匀 ; (3) 淀粉的亲水性有害于成品的尺寸稳定性 ; (4) 淀粉的热 稳定性不佳 ,加工温度不能过高 ,难于加工成膜。针对以上缺点 ,人们把研究中心放在了对淀粉的改性 上 ,将淀粉与聚烯烃共混 ,淀粉含量可提高到 40 %～60 % 。世界上从事这两类淀粉填充型塑料的研究 单位很多 ,代表产品有加拿大 St. Lawrance 公司的“Ecostar ”和美国ADM 公司的“Polyclean ”。Ecostar 以母 料形式出售 ,其制备原理是将淀粉经硅烷偶联剂作疏水处理 ,并加入不饱和酯起自氧化