羥烷基甲酰胺的合成及其塑化的熱塑性淀粉性能研究.pdf

1、淀粉是一種來源廣泛，價格低廉、再生周期短的生物質(zhì)資源，淀粉在塑化劑作用下可轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴苄缘矸?TPS)。熱塑性淀粉是具有發(fā)展前景的一種生物降解塑料，改善熱塑性淀粉性能的研究是當前的熱點課題之一。
　　 本文在文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，設(shè)計出在無溶劑、無催化劑條件下，以醇胺和甲酸乙酯為原料合成了系列羥烷基甲酰胺(HAF)類化合物，表征了化合物的結(jié)構(gòu)。該合成方法避免了傳統(tǒng)合成方法中使用催化劑、大量溶劑和高壓條件，也減少了傳統(tǒng)方法中過量原料的用

2、量。該合成方法更加符合綠色化學(xué)的要求。
　　 以HAF作為淀粉的塑化劑，系統(tǒng)地研究了以無毒的HAF為塑化劑制備的熱塑性淀粉(HAFTPS)的性能。用紅外(FT-IR)研究了塑化劑HAF與淀粉分子之間的氫鍵作用力，塑化劑HAF和淀粉分子間有很好的相容性。用掃描電鏡(SEM)觀察熱塑性淀粉的微觀形貌，原淀粉顆粒被破壞，形成了均一的連續(xù)相。用X衍射(XRD)詳細地研究了HAFTPS的結(jié)晶，HAFTPS結(jié)晶類型和HAF的結(jié)構(gòu)有關(guān)。HAF

3、分子酰胺氮原子僅聯(lián)有一個氫原子時，相應(yīng)的HAFTPS中有VA結(jié)晶形成；HAF分子酰胺氮原子沒有氫原子相聯(lián)時，由于塑化劑的大體積效應(yīng)，相應(yīng)的HAFTPS中有EH結(jié)晶形成。HAFTPS的VA結(jié)晶和EH結(jié)晶吸水后會轉(zhuǎn)化成VH結(jié)晶。與傳統(tǒng)的以甘油為塑化劑的熱塑性淀粉(GTPS)進行了對比。HAFTPS的熱穩(wěn)定性不及GTPS的高。研究了HAFTPS的吸水性能和力學(xué)性能。以N,N-二羥乙基甲酰胺為塑化劑的熱塑性淀粉(BTPS，是HAFTPS的一種)

4、的耐水性能優(yōu)于GTPS，而制備的其它的HAFTPS耐水性不及GTPS。在相對濕度(RH)44％的環(huán)境中，BTPS拉伸強度優(yōu)于GTPS，而制備的其它的HAFTPS拉伸強度不及GTPS。在RH68％的環(huán)境中BTPS斷裂伸長率優(yōu)于GTPS。
　　 以HAF作為蒙脫土(MMT)活化擴層劑，采用熔融一次性擠出，制得MMT增強的HAFTPS/MMT納米復(fù)合材料。用FT-IR研究了淀粉、HAF、MMT之間的氫鍵，說明三者之間有很好的相容性。用