1。2 淀粉的应用技术及发展

1。2。1 颗粒淀粉

早期对淀粉在塑料中的应用研究主要集中在其作为塑料添加剂的有益作用，而不 是作为改善生物降解或可再生含量的一种成分。50 多年前研究了添加淀粉对聚氨酯 泡沫配方的好处[3]。将淀粉包含在有机二异氰酸酯和多元醇的混合物中，得到具有改 善的机械性能的柔性泡沫产品。还报道了含有淀粉的硬质聚氨酯泡沫[4]，这些材料， 淀粉被认为会与异氰酸酯基团的反应混合物中的异氰酸酯过量形成。1964 舒尔曼首 次报道了淀粉在塑料薄膜中的应用用于制造雨衣。淀粉颗粒增加了膜的水蒸气渗透 性，使其“呼吸”更舒适。其他研究调查了在橡胶胶乳基质中使用改性颗粒淀粉（淀 粉黄原酸酯）作为增强剂的胶乳凝固改性剂和硫化促进剂。在后来的专利中，格里芬 声称，在各种聚烯烃中加入淀粉它们是可生物降解的，意味着由于活体的作用，它们 最终会分解。随着淀粉成分的生物降解，淀粉不影响聚烯烃基质的生物降解[5]。微生物降解的证据是基于堆肥膜样品中发现的真菌生长。格里芬在含有高达 30%淀粉 的低密度聚乙烯（LDPE）吹塑薄膜方面取得了成功，并报道了加工各种商品树脂所 需的可接受的热稳定性和熔体流动性能。将淀粉作为填料添加到塑料中通常增加了水 分敏感性，降低了拉伸强度并增加了膜的厚度[6]。具有较小直径的淀粉颗粒对淀粉填 充塑料的机械性能具有较小的负面影响，这可能是由于较小颗粒中较大的暴露表面积 的益处。通过形成淀粉纳米颗粒可获得更大的暴露表面积。与天然淀粉颗粒相比，纳 米颗粒可以以更高的量（25-40%）加入，但仍然导致具有良好强度和透明度的薄膜。

1。2。2 热塑性淀粉

天然淀粉不是热塑性材料，而且会降解（230-240℃）都高于淀粉（220℃）的降 解温度，在增塑剂如水或多元醇的存在下，淀粉颗粒的半结晶结构被破坏[7]。当这种 情况发生时，玻璃化转变温度远低于热降解温度，而淀粉确实表现为热塑性塑料。

在格里芬正在调查淀粉作为塑料填料的时候，Otey 正在调查淀粉薄膜是否替代塑 料。使用淀粉作为基质材料提供了在产品中使用高得多的淀粉的机会。早已知道淀粉 在水中加热形成一种具有良好成膜性能的连续基质的热塑性塑料。在食品和农业应用 中使用淀粉作为非支撑膜的兴趣被认为是有吸引力的，因为其低成本，广泛的可利用 性和生物降解性。不幸的是，浇铸淀粉薄膜倾向于脆化并对水分敏感。用甘油或乙二 醇对淀粉膜进行增塑改善了膜的柔韧性，但它们的湿强度很小。通过将淀粉与其他聚 合物混合，可以制备具有改善强度的浇铸淀粉基膜。使用淀粉/乙烯共聚物-聚（乙烯 醇）（EVA）共混物的膜来涂布纸以提高强度和物理性能。然后用 PVC 或其他塑料的 薄层涂覆由淀粉，甘油，聚（乙烯醇）（PVA）和交联剂的混合物制成的薄膜，以制 备具有良好功能性能的农用覆盖物的流延薄膜。

热塑性加工技术的发展在实现廉价塑料制品批量生产方面发挥了重要作用。任何 可以使用现有塑料加工设备加工成“入库”替代品的塑料替代品具有与现有加工能力 无缝集成的内置优点。否则，专业设备必须由加工商设计，制造和购买，所有这些都 可以阻止商业利益。论文网

挤出技术是加工热塑性塑料的基础工艺之一，已经用了数十年来处理含淀粉的食 品。用于挤压技术的早期概念可以追溯到 17 世纪，其中使用活塞来迫使铅通过模具制造铅管。随后将该方法用于挤出粘土管，肥皂和面食。单螺杆挤出机和双螺杆挤出 机在 1870 年左右开发，用于加工橡胶和制作香肠。在 20 世纪 30 年代中期，食品公 司开始使用挤压从淀粉丰富的谷物制作早餐谷物和零食。在此期间时间，第一台热塑 性塑料挤出机是由德国 Paul Troester 建造的。在 20 世纪 30 年代后期，来自意大利的 Roberto Colombo 和 Carlo Pasquetti 设计了一种用于加工乙酸纤维素的双螺杆挤出机。