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疏水性淀粉微球的制备及应用

作　者: 孙淑苗
导　师: 薛冬桦
学　校: 长春工业大学
专　业: 有机化学
关键词: 玉米淀粉淀粉酯乳化性能淀粉微球共混
分类号: TS236.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

淀粉具有(Starch)来源广泛、价格低廉、可再生等特点的同时,还具有优良的可生物降解性,是一种理想的生物降解材料。然而,其固有的强亲水性及脆性限制了淀粉基材料的实际应用。本文通过对淀粉大分子上活泼的羟基进行一定的疏水修饰,成功制备了淀粉辛酸酯和淀粉混合酯。研究了淀粉辛酸酯的乳化性能,利用混合酯合成淀粉基纳米粒子,并与聚己内酯(PCL)进行共混,得到可降解复合材料,探索把自然界高等植物的储能材料转变为功能新材料的可能性。在碱性条件下,淀粉与辛酰氯进行酯化反应,制备了淀粉辛酸酯,用酸碱滴定法测定了淀粉辛酸酯的取代度。通过FTIR光谱分析,证实了酯化反应的发生。X-ray衍射结果表明,随着淀粉辛酸酯取代度的逐渐增大,淀粉辛酸酯衍射峰逐渐变小至消失,出现了较宽的弥散峰,原淀粉的聚集状态发生了改变。原淀粉颗粒不断失去结晶构造,非晶态层逐渐变厚,最后整个颗粒的结晶结构被破坏。通过热重分析表明,随取代度的增加,酯化淀粉的热稳定性也随之增大。通过接触角的测试,进一步了解疏水淀粉衍生物—淀粉辛酸酯的疏水性能,淀粉辛酸酯具有优异的疏水性能。淀粉辛酸酯是淀粉长链酯的一种,是淀粉与脂肪酸酯化后的产物,此类淀粉酯分子上同时含有强疏水性的烷基基团和强极性的羟基或羧基基团,具备了作为乳化剂应具有的特征。本文对淀粉辛酸酯在大豆油与水乳液体系中取代度、淀粉酯浓度和油水体积比等条件对淀粉辛酸酯乳液乳化性及乳化稳定性的影响进行了研究。结果表明,在取代度为0.37、淀粉辛酸酯浓度为7%时,淀粉辛酸酯具备最佳的乳化性能。在大豆油/水乳液体系中,当油水比为4：6时,乳液的乳化性最好。而在油水比为2：8时,乳液的乳化稳定性最好。利用共沉淀技术制备水分散的淀粉基纳米粒子,并考查了纳米粒子的形成条件即浓度和油水比对微球粒径的影响。利用双螺杆挤出机制备淀粉微球与聚己内酯(PCL)完全可生物降解的材料。研究表明,淀粉微球半径随浓度的增加而增大,随着水油比的增大而减小。淀粉微球含量对共混物质的力学性能和疏水性有一定的影响。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章绪论  7-12
  1.1 本课题的来源及研究意义  7
  1.2 淀粉的概述  7-9
  1.3 变性淀粉  9-10
  1.4 淀粉微球  10
  1.5 淀粉/聚己内酯共混物  10-11
  1.6 选题研究内容  11-12
第二章淀粉辛酸酯的制备及表征  12-19
  2.1 引言  12
  2.2 淀粉辛酸酯的合成原理  12
  2.3 实验部分  12-14
  2.4 淀粉辛酸酯(ST-C8)取代度  14
  2.5 红外光谱分析  14-15
  2.6 X-射线衍射分析  15-16
  2.7 热重分析  16-17
  2.8 接触角测试  17-18
  2.9 本章小结  18-19
第三章淀粉辛酸酯乳化性能的研究  19-25
  3.1 引言  19
  3.2 实验部分  19-20
  3.3 分析方法  20
  3.4 取代度对乳液的乳化性及乳化稳定性的影响  20-21
  3.5 淀粉辛酸酯浓度对乳液的乳化性及乳化稳定性的影响  21-22
  3.6 油水体积比对乳液的乳化性及乳化稳定性的影响  22-23
  3.7 乳液形态及粒径表征  23-24
  3.8 结论  24-25
第四章淀粉微球/聚己内酯共混物的制备和表征  25-34
  4.1 引言  25
  4.2 实验部分  25-26
  4.3 分析方法  26
  4.4 淀粉微球扫描电镜分析  26-27
  4.5 粒度分析结果  27-28
  4.6 淀粉微球/聚己内酯共混体系的扫描电镜图  28-29
  4.7 淀粉微球/聚己内酯共混体系的机械性质  29-30
  4.8 淀粉微球/聚己内酯复合材料的疏水性能  30
  4.9 淀粉微球/聚己内酯复合材料的热力学性质  30-33
  4.10 本章小结  33-34
第五章结论  34-35
  5.1 结论  34
  5.2 后续工作建议  34-35
致谢  35-36
参考文献  36-41
作者简介  41
攻读硕士学位期间研究成果  41-42

疏水性淀粉微球的制备及应用

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