淀粉基完全生物降解膜材料的研制

近年来，降解塑料的研究有如雨后春笋得到了蓬勃发展，但在经历了一段鱼龙混杂的开发过程后，人们已经认识到只有开发出真正意义的可完全降解的材料，才能真正的符合环境要求，造福人类。本论文工作的目的就是以淀粉、聚乙烯醇、可降解聚酷为主要原材料，开发出一种高淀粉含量、低成本而且在佩时候、耐水及耐温方面性能优良，又可在短时期内完全生物降解的膜材；并且建立一种制备降解膜的新工艺成型方法即使用新型电磁动态挤出机，通过共混改性、单螺杆造粒进行连续吹塑成型的工艺过程。通过研制得到了以下结果：（1)综合考虑淀粉一聚乙烯醇一聚酷体系完全降解膜的抗张强度及断裂伸长率等力学性能指标，确定了各组分的最佳配比组成：聚乙烯醇／淀粉=0. 4可降解聚酉旨／淀粉＝0.05复配增塑剂／（淀粉＋聚乙烯醇）=0. 25交联补强剂／淀粉＝0.008湿强剂APE／淀粉＝0.02 (2）针对淀粉一聚乙烯醇一聚醋体系的膜制品进行了微观形态分析及结构表征，从红外光谱图、SEM照片、X一ray衍射谱图的分析中可以看出，由淀粉分子、聚乙烯醇(PVA)及聚醋所够成的三元体系在复配增塑体系、交联补强剂、湿强剂等加工助剂的存在下，经历了单螺杆中的高温、高压、高剪切的共混、塑化加工过程后，淀粉分子、聚乙烯醇、聚醋之间发生了较复杂的物理化学反应，也正是由于这些反应破坏了淀粉、聚乙烯醇的分子内和分子间的作用力，才使得淀粉分子的结晶性降低，进而破坏了淀粉分子与PVA、聚醋的相态结构，在吹塑成膜后，体系分子进一步取向，各组分分子间重组排列，建立新的物理联系，，形成新的高分子合金结构，改善了膜材的微观结构，使膜材的脆性降低，韧性增强，其它各项性能指标均有提高，并具有了许多新的物理力学性能及化学特性，进而扩大了膜材的使用范围。(3)针对体系的配混造粒过程进行了大量的对比实验，找到了合理的加料顺序，确定了适宜的单螺杆造粒机组长径比及挤出机各区温度、螺杆转速的设置参数，从而优化了配混工艺。(4)由于淀粉体系特有的加工特点，为获得透明度高、厚度均匀、性能优良的降解膜我们选用了电磁动态吹塑机组并在工艺控制方面、设备方面进行了优化，找到了成型过程中提高薄膜质量及厚度均匀性的工艺控制关键点，并针对吹膜机头及中心卷取装置进行了独特的设计，从而获得连续稳定的吹膜制品的制备技术。