納米澱粉/聚乳酸複合材料的研究

《納米澱粉/聚乳酸複合材料的研究》是依託東北師範大學，由陳莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：納米澱粉/聚乳酸複合材料的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳莉
• 依託單位：東北師範大學

項目摘要

隨著環保意識的增強和石油資源的日益匱乏，生物降解材料如聚乳酸得到了越來越廣泛的關注。降低成本和提高使用溫度，是當前聚乳酸工業化迫切需要解決的問題。澱粉是來源廣泛、價格低廉的可再生資源。用澱粉與聚乳酸複合有可能降低聚乳酸的成本，提高聚乳酸的使用溫度，但澱粉顆粒大，與聚乳酸相容性差，即使對澱粉顆粒進行表面修飾，複合材料的性能改善也有限。本項目側重研究納米澱粉及改性納米澱粉與聚乳酸的納米複合。首先將玉米澱粉納米化，獲得高產率的納米澱粉（NSt），研究NSt的形成機理和結構，最佳化實驗條件。進而對NSt進行化學修飾，製備聚乳酸接枝的納米澱粉（La-NSt）。最後製備La-NSt與聚乳酸的複合材料。由於La-NSt顆粒尺寸小，表面親脂性改善，在聚乳酸基質中分散均勻，與基質間的界面粘結能力增強，複合材料的性能明顯提高。本項目的目標是通過納米複合開發價格低廉性能優異的可完全生物降解的澱粉基聚乳酸複合材料。

結題摘要

隨著環保意識的增強和石油資源的日益匱乏，生物降解材料如聚乳酸得到了越來越廣泛的關注。但由於其價格相對較高，並沒有在塑膠包裝等領域廣泛使用。澱粉是來源廣泛、價格低廉的可再生資源。用澱粉與聚乳酸複合有可能降低聚乳酸的成本，提高聚乳酸的使用溫度，但澱粉顆粒大，與聚乳酸相容性差，複合材料的性能改善也有限。納米複合物，即在聚合物複合材料加工過程中填入納米尺寸剛性材料（多數是無機材料）已成為新的研究熱點。由於納米尺寸效應，與傳統的複合材料相比，納米複合物有更優異的性能。隨著對可再生資源的利用，加入可再生納米組分的生物納米複合物(bionanocomposites)又成為納米複合物中的亮點。可再生組分既可作為複合材料的基質又可作為納米粒子填料。纖維素、澱粉、甲殼素等多糖聚合物都可以作為可再生的納米尺度增強劑。本項目首先開發了兩種“綠色”方法將納米澱粉納米化，得到的納米澱粉產率高、粒徑尺寸均勻可控。進而對納米澱粉進行化學修飾，增加納米澱粉和聚乳酸基質的相容性，並製備一系列聚乳酸基生物納米複合物。由於納米澱粉顆粒尺寸小，表面親脂性改善，在聚乳酸基質中分散均勻，與基質間的界面粘結能力增強，複合材料的性能明顯提高，通過納米複合成功製備價格低廉性能優異的可完全生物降解的澱粉基聚乳酸複合材料。