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1、海南大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：淀粉基生物降解材料學(xué)號：20110402310001姓名：陳廣平年級：2011學(xué)院：材料與化工學(xué)院專業(yè)：高分子材料與工程（塑料）指導(dǎo)教師：趙富春完成日期：2014年11月23日淀粉基生物降解材料摘要淀粉基生物降解材料是一類很重要的可降解高分子材料。隨著08年政府大力發(fā)展可降解塑料政策的出臺，淀粉基生物降解材料近幾年得到了飛速的發(fā)展，各類研究成果層出不窮。淀粉與高分子材料復(fù)合方法，淀粉的改性方法也多種多樣。本文著重介紹淀粉基生物降解材料的一些基本知識：淀粉基生物降解材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、生物
2、降解的定義及原理、降解性能的影響因素、應(yīng)用與發(fā)展…等。關(guān)鍵詞：淀粉生物降解降解性能應(yīng)用與發(fā)展合成高分子材料具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，與鋼鐵、木材、水泥并列成為國民經(jīng)濟(jì)的四大支柱[1]。然而，在合成高分子材料給人們生活帶來便利、改善生活品質(zhì)的同時(shí)，其使用后的大量廢棄物也與日俱增，給人類賴以生存的環(huán)境造成了不可忽視的負(fù)面影響[2]。另外，生產(chǎn)合成高分子材料的原料一一石油也總有用盡的一天，因而，尋找新的環(huán)境友好型材料，發(fā)展非石油基聚合物迫在眉睫，而淀粉基可生物降解材料正是解決這兩方面問題的有效途徑
3、。1、淀粉的基本性質(zhì)淀粉以葡萄糖為結(jié)構(gòu)單元，分子鏈呈順式結(jié)構(gòu)，一般分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種。直鏈淀粉是以ɑ一1,4-糖苷鍵連接D一吡喃葡萄糖單元所形成的直鏈高分子化合物，而支鏈淀粉是在淀粉鏈上以ɑ一1,6-糖苷鍵連接側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的高分子化合物，分子量通常要比直鏈淀粉的大很多。通常玉米淀粉中直鏈淀粉占28％，分子量大約為(0.3×106-3×106)，占72%的支鏈淀粉分子量則可以達(dá)到數(shù)億[3、4]淀粉是一種多羥基化合物，每個(gè)葡萄糖單元上均含有三個(gè)羥基。分子鏈通過羥基相互作用形成分子問和分子內(nèi)氫鍵，因此淀粉具有很強(qiáng)的吸
4、水性。淀粉與水分子相互結(jié)合，從而形成顆粒狀結(jié)構(gòu)[4]，因此淀粉具有親水性，但不溶于水，從而大量存在于植物體中。淀粉是一種高度結(jié)晶化合物，分子問的氫鍵作用力很強(qiáng)，淀粉的糖苷鍵在150℃時(shí)則開始發(fā)生斷裂，因此其熔融溫度要高于分解溫度。2、可生物降解材料的定義及降解原理降解材料是指在材料中加人某些能促進(jìn)降解的添加劑制成的材料，合成本身具有降解性能的材料以及由生物材料制成的材料或采用可再生的原料制成的材料。其在使用和保存期內(nèi)能滿足原來應(yīng)用性能要求，使用后在特定環(huán)境條件下，在較短時(shí)間內(nèi)化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而引起性能損失的材料
5、[5]。生物降解材料，亦稱為“綠色生態(tài)材料”，指的是在土壤微生物和酶的作用下能降解的材料。具體地講，就是指在一定條件下，能在細(xì)菌、霉菌、藻類等自然界的微生物作用下，導(dǎo)致生物降解的高分子材料[6]。理想的生物降解材料在微生物作用下，能完全分解為CO2和H2O。生物降解材料的分解主要是通過微生物的作用，因而，生物降解材料的降解機(jī)理即材料被細(xì)菌、霉菌等作用消化吸收的過程。首先，微生物向體外分泌水解酶與材料表面結(jié)合，通過水解切斷表面的高分子鏈，生成小分子量的化合物，然后降解的生成物被微生物攝人體內(nèi)，經(jīng)過種種代謝路線，合成微
6、生物體內(nèi)所需要的物質(zhì)或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終轉(zhuǎn)化成CO2和H2O[7]。在生物可降解材料中，對降解起主要作用的是細(xì)菌、霉菌、真菌和放線菌等微生物，降解作用的形式主要有以下幾種[8]:(1)生物的物理作用，由于生物細(xì)胞的增長而使材料發(fā)生機(jī)械性毀壞；(2)生物的生化作用，微生物對材料作用而產(chǎn)生新的物質(zhì)；(3)酶的直接作用，微生物侵蝕材料制品部分成分進(jìn)而導(dǎo)致材料分解。3、淀粉基生物降解塑料普通淀粉粒徑為25um左右，既可作為制備降解復(fù)合材料的一種填料，又可以通過一定改性處理制備降解塑料。淀粉基生物降解塑料分為破壞性
7、生物降解塑料和完全生物降解塑料。前者主要是指將淀粉與不可降解樹脂共混，研究開發(fā)較早，是淀粉基可降解塑料研究的第一代產(chǎn)品。后者則包括淀粉與可降解聚酯共混材料和全淀粉塑料兩種，這兩種材料在使用后均能實(shí)現(xiàn)徹底降解，目前是國外生物降解材料開發(fā)的主流。由于淀粉的成本比普通塑料要低很多。普通食用淀粉的價(jià)格為每噸2200元，而通用塑料的價(jià)格為每噸13000元，因此開發(fā)全淀粉降解塑料是今后淀粉基生物降解材料的大趨勢[9]。3.1破壞性生物降解塑料破壞性生物降解塑料主要是指淀粉填充型降解塑料，將淀粉或變性淀粉作為填料，與聚烯烴等熱塑
8、性塑料共混并加入一定添加劑制備的部分降解塑料[10]。制品在使用后，淀粉部分首先降解，制品崩裂為碎片，因此又稱為崩潰性生物降解塑料。材料破碎后表面積增大，有利于樹脂部分的進(jìn)一步降解。這類降解塑料研究較早。早在1973年英國Griffin就以淀粉為填料，直接與聚烯烴進(jìn)行共混。此后一些國家以這一方法為依據(jù)開發(fā)出淀粉填充型生物降解塑料。但是填充量一般只有5%-30
