Microsoft Office PowerPoint 演示文稿 (2).pptx

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1、淀粉基高分子材料淀粉基高分子材料 100314109任文涛任文涛 但是淀粉却不能单独作为一种高分子材料来使用。淀粉是植物经光合作用而形成的碳水化合物，其来源广泛、价格低廉，降解后仍以二氧化碳和水的形式回到大自然，被认为是完全没有污染的天然可再生的材料，在非食用领域得到了 广泛的研究和开发。淀粉具有不溶于冷水、抗剪切性差、耐淀粉具有不溶于冷水、抗剪切性差、耐水性水性差以及缺乏熔融流动性等缺点，需要对其进行化差以及缺乏熔融流动性等缺点，需要对其进行化学（物理）改性来增强某些机能或形成新的物化学（物理）改性来增强某些机能或形成新的物化特性。特性。改性后的淀粉除了用于造纸、纺织、胶黏改性后的淀粉除了用

2、于造纸、纺织、胶黏剂、超吸水材料、水处理絮凝剂、发泡材料等传剂、超吸水材料、水处理絮凝剂、发泡材料等传统领域外，还可以用于制备生物降解塑料、组织统领域外，还可以用于制备生物降解塑料、组织工程支架、药物释放载体、生物活性物质的载体工程支架、药物释放载体、生物活性物质的载体等。等。一、淀粉的化学改性一、淀粉的化学改性2.淀粉的淀粉的氧化氧化3.淀粉的淀粉的醚化醚化1.淀粉的淀粉的酯化酯化4.淀粉的淀粉的交联交联二、淀粉的物理改性二、淀粉的物理改性2、共混改性、共混改性与粘土共混与粘土共混1、热塑性改性、热塑性改性与脂肪族共混与脂肪族共混三、淀粉材料的应用三、淀粉材料的应用1、降解塑料、降解塑料3、

3、组织工程之架、组织工程之架2、吸附材料、吸附材料4、药物释放载体、药物释放载体谢谢谢谢再见再见观看观看 A 为了解决为了解决“白色污染白色污染”这一问题，淀粉基这一问题，淀粉基材料被广泛地开发成可降解的包装材料、一次性材料被广泛地开发成可降解的包装材料、一次性餐具、薄膜和垃圾袋等。其中淀粉与树脂或其他餐具、薄膜和垃圾袋等。其中淀粉与树脂或其他天然高分子材料共混而成的淀粉材料，是目前商天然高分子材料共混而成的淀粉材料，是目前商业上开发最为成功的降解塑料业上开发最为成功的降解塑料 B工业废水中有很多有毒物质，特别是一些金属离子，容易在人体内沉积，危害健康和污染环境。淀粉基材料常被用作工业废水的吸附

4、剂，其吸附原理主要有离子交换、配位作用、螯合作用静电作用、氢键作用、物理吸附等。C 由于淀粉等多聚糖无毒、亲水、具有粘附性、生物相容性和生物降解性被广泛用在生物医用领域。其中淀粉与脂肪族聚酯的共混材料，可以采用多种加工方式获得具有3D结构的多孔的组织工程支架，用于骨、软骨的修复与再生。D 淀粉基材料在生物医用领域的另一重要用途是作为药物释放载体。淀粉作为药物载体的优点是生物可降解性、生物相容性、降解速度可调性无毒、无免疫原性、贮存稳定、价格低廉、与药物之间无相互作用，符合给药系统要求。淀粉基材料通常以微球、凝胶的形式作为药物载体。淀粉的氧化是淀粉与氧化剂作用所得的淀淀粉的氧化是淀粉与氧化剂作用

5、所得的淀粉衍生物。不同氧化剂与淀粉发生氧化的机理不同。粉衍生物。不同氧化剂与淀粉发生氧化的机理不同。常用的氧化剂有次氯酸盐、高碘酸、过氧化氢、常用的氧化剂有次氯酸盐、高碘酸、过氧化氢、2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物等。四甲基哌啶氧化物等。氧化程度的高低受到包括反应体系的氧化程度的高低受到包括反应体系的pH值、温度氧化剂浓度、淀粉的分子结构、淀粉的值、温度氧化剂浓度、淀粉的分子结构、淀粉的来源等的因素。来源等的因素。氧化程度的不同直接对淀粉的氧化程度的不同直接对淀粉的力学性力学性能能产生影响，香蕉淀粉的拉伸强度随着氧化度的增产生影响，香蕉淀粉的拉伸强度随着氧化度的增加而增加，这可能是氧化使直链

6、淀粉和支链淀粉上加而增加，这可能是氧化使直链淀粉和支链淀粉上的羟基产生氢键相互作用，从而使拉伸强度增强，的羟基产生氢键相互作用，从而使拉伸强度增强，且氧化马铃薯淀粉强度明显高于香蕉淀粉的拉伸强且氧化马铃薯淀粉强度明显高于香蕉淀粉的拉伸强度。度。淀粉的醚化是指淀粉分子中的羟基与淀粉的醚化是指淀粉分子中的羟基与醚化试剂发生反应生成淀粉醚。根据醚化淀粉在醚化试剂发生反应生成淀粉醚。根据醚化淀粉在水溶液中呈现的电荷特性，可分为离子型和非离水溶液中呈现的电荷特性，可分为离子型和非离子型淀粉醚。子型淀粉醚。影响醚化反应的主要因素有催化剂和醚化剂影响醚化反应的主要因素有催化剂和醚化剂的用量、反应介质、反应温

7、度等。纯水体系只适的用量、反应介质、反应温度等。纯水体系只适合制备低取代度的醚化淀粉，若想获得较高取代合制备低取代度的醚化淀粉，若想获得较高取代度的醚化淀粉，需要限制反应介质中水的含量。度的醚化淀粉，需要限制反应介质中水的含量。淀粉交联是由淀粉分子上的羟基与具淀粉交联是由淀粉分子上的羟基与具有二元或多元官能团的化合物形成二醚或二酯键，有二元或多元官能团的化合物形成二醚或二酯键，将连个或多个淀粉分子连接起来形成多维网络结构。将连个或多个淀粉分子连接起来形成多维网络结构。与春淀粉相比，交联淀粉的平均分子量明显提高，与春淀粉相比，交联淀粉的平均分子量明显提高，糊化温度升高，热稳定性和黏度增大，而溶胀

8、和溶糊化温度升高，热稳定性和黏度增大，而溶胀和溶解能力下降。解能力下降。淀粉的酯化反应是指淀粉上的羧基被酯化淀粉的酯化反应是指淀粉上的羧基被酯化生成淀粉酯的反应，低取代度的淀粉酯具有糊化温生成淀粉酯的反应，低取代度的淀粉酯具有糊化温度低、絮沉性弱、黏度和透明性高、较易溶于水等度低、絮沉性弱、黏度和透明性高、较易溶于水等特性，而高取代度的淀粉酯具有良好的热塑性和疏特性，而高取代度的淀粉酯具有良好的热塑性和疏水性。为了获得较高取水性。为了获得较高取 代度的产物，通常在代度的产物，通常在有机溶剂中制备淀粉酯。有机溶剂中制备淀粉酯。常用的有机溶剂有吡啶、甲苯、常用的有机溶剂有吡啶、甲苯、N,N-二甲二

9、甲亚砜、二甲基甲酰胺等，其中采用吡啶作为反应介亚砜、二甲基甲酰胺等，其中采用吡啶作为反应介质具有用量少、淀粉降解程度小的优点，同时吡啶质具有用量少、淀粉降解程度小的优点，同时吡啶还起到了催化剂的作用。研究表明，采用酸酐或酰还起到了催化剂的作用。研究表明，采用酸酐或酰氯与淀粉反应可以得到高取代的淀粉酯，其中酰氯氯与淀粉反应可以得到高取代的淀粉酯，其中酰氯对于制备烷基链的淀粉酯更有效。对于制备烷基链的淀粉酯更有效。1 淀粉只有在增塑剂的存在下，淀粉只有在增塑剂的存在下，在一定的剪切力作用下才具有热塑性。理在一定的剪切力作用下才具有热塑性。理论上讲所有的极性小分子物质均可作为淀论上讲所有的极性小分子物质均可作为淀粉的增塑剂，而在实际中经常用的水、以粉的增塑剂，而在实际中经常用的水、以甘油为代表的醇类及胺类等。一般来说，甘油为代表的醇类及胺类等。一般来说，如果想获得强度及韧性都较好的淀粉材料，如果想获得强度及韧性都较好的淀粉材料，需要使用高直链淀粉。需要使用高直链淀粉。