1. 研究目的与意义
随着高分子工业的迅速发展,人类已面临着2个难以解决的难题:环境污染和资源短缺。
为了解决世界性的塑料环境污染及开拓非石油基塑料原料的来源问题,研究、开发和推广环境友好高分子材料受到了世界范围内的关注和重视。
所谓环境可降解高分子材料是指在环境条件下发生降解的高分子材料,即以光、生物为主的降解。
2. 国内外研究现状分析
发达国家如美国等发展淀粉塑料不仅为解决白色污染,而且也希望减少对进口石油的依赖和节省石油,开辟玉米淀粉的应用途径。
在美国每年玉米总产量高达数亿吨,大大超过国内市场需求量,且玉米淀粉售价低,1996年只售22美分/kg。
每年都有大量玉米积压,20 世纪90年代初,全美玉米贮量就高达2260万t,因此开辟新型巨大的玉米淀粉应用市场,将会减轻联邦政府对稳定其价格的困扰并可增加农民收益和促进农业生产,所以美国全国玉米种植者协会和国防部拨巨款资助淀粉塑料的研究开发和应用计划。
3. 研究的基本内容与计划
一、链状二氧化硅的制备1. 60ml乙醇、30ml蒸馏水、2ml氨水于三口烧瓶内搅拌混合直60℃得到溶液a(约30min);2. 将10ml乙醇、10ml正硅酸四乙酯在35℃搅拌混合,得到溶液b(约30min);3. 向溶液a中缓慢滴加溶液b;4. 继续搅拌反应2.5h;5. 将反应溶液倒出,60℃干燥;二、氨基化改性链状二氧化硅1. 60ml乙醇、30ml蒸馏水、2ml氨水于三口烧瓶内搅拌混合直60℃得到溶液a(约30min);2. 将10ml乙醇、10ml正硅酸四乙酯在35℃搅拌混合,得到溶液b(约30min);3. 向溶液a中缓慢滴加溶液b;4. 继续搅拌反应2.5h;5. 向反应液中缓慢滴加kh550硅烷偶联剂1ml6. 继续搅拌反应2h;7. 将反应溶液倒出,60℃干燥;三、粒料的制备(1)将450g的玉米淀粉和150g的甘油混合;(2)分别加入玉米淀粉质量 0.5%,1%,1.5%,2%,2.5%,3%的哑铃状二氧化硅和氨基化改性哑铃状二氧化硅,用电动搅拌器搅拌均匀,分别得到 6 组粉料;(3)将12组粉料分别通过双螺杆挤出机挤出,在规格为shj-20的南京杰恩特双螺杆挤出机塑化挤出。
四、样条的制备启动注塑机,预热半小时。
待温度达到设定值时,将挤出得到的粒料从注塑机的填料口倒入,注塑成哑铃型样条,每个比例至少做出 15 根非常完好的样条,标记清楚。
4. 研究创新点
全淀粉热塑性塑料能在使用完被丢弃后,在环境中短时间内被光和微生物等完全降解,生成二氧化碳和水,不会产生污染土壤的白色垃圾。
改性后的淀粉塑料耐水性更强,使用范围更加广泛,可用于部分替代现有的塑料制品,减少塑料造成的白色污染。
