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生物降解高分子在缓冲包装材料中的应用(中)

（2）淀粉与其他天然高分子共混

淀粉本身熔体强度弱，且易于吸水，不能满足发泡要求，因而需要与其他生物降解聚合物共混，对淀粉进行增韧和增强，以适应制备发泡材料的要求。其他生物降解聚合物主要包括植物纤维、壳聚糖等。

Andesen等发明了纤维增强泡沫塑料的制备工艺。G. M. Glenn等]研究了用烘焙法制备淀粉发泡缓冲材料时，CaCO3及纤维对制品物理性能的影响。结果表明：纯淀粉制备的发泡缓冲材料与聚苯乙烯泡沫塑料相比，具有较低的断裂挠曲力和较小的断裂伸长；CaCO3不能提高发泡缓冲材料的机械性能，但使密度较纯淀粉发泡缓冲材料大；纯淀粉中加入纤维使制品密度降低，断裂挠曲力显著提高，当淀粉与纤维的比例大约为5:1时，断裂挠曲力比使用纯淀粉时高5%，断裂伸长增加到原来的两倍。R. L. Shogren等[12]的研究表明：淀粉中添加5～10%的纤维就能制备较高强度的发泡缓冲材料，尤其在湿度较高及温度较低时效果更显著；电镜分析表明：淀粉与纤维基体粘结良好，起到增强的作用，当湿度降低淀粉变得较脆时，纤维能起到“桥”的作用，连接断裂面；当湿度较高时，无定形的泡沫结构开始变软，而纤维络结构使制品强度增大，这可能是由于纤维的加入使得粘度及耐膨胀性增加。

德国不莱梅的PSP公司已开发出由旧书报、废纸和面粉作原料生产可替代泡沫塑料的材料，原料主要成分即植物纤维和淀粉。该工艺先将回收的旧书报切成碎条，再分散成纤维状纸浆，将其和面粉以2：1的比例混合，混合后的纸浆料注入挤压机，压成圆柱颗粒，形成泡沫纸，用泡沫纸颗粒作原料，可以根据不同需要，生产不同形状的包装材料。该泡沫纸可一次成型，无需化学添加剂，使用后可回收重新加工。

戴宏民等对纤维和淀粉为主体的缓冲材料作了发泡工艺方面的研究。主要材料是废旧纸和纸板，玉米淀粉及填充料，三者比例控制在4：4：2左右。玉米淀粉越多，则制品越易膨化发泡，发泡倍率越高。废旧纸和纸板经粉碎碾成绒状，与玉米淀粉、填充料、水及其他辅料发泡剂、防潮剂、脱模剂等一起混合搅拌均匀，形成混合物后将其制成直径1~3mm的粒子，再送入挤压设备中制成颗粒型发泡纸浆，然后用发泡纸浆颗粒作原料，送入专用的金属模具中，在金属模具中进行加压加热，根据需要生产不同形状的包装材料。纸和纸板的主灰铁铸件要原料是植物纤维，同淀粉一样易吸潮，在潮湿环境下易发生霉变，引起质变，用作缓冲包装材料易使内容的电子、仪表、五金等产品发生锈蚀，因而解决防潮性是该工艺中的关键技术。一种VAE共聚乳液经稀释改性后效果较好，满足无毒、耐高温和防水渗透的隔离栅要求，并可在一定条件下自行降解。为使VAE防潮剂在材料中均匀分散，提高防潮性能，须分别在植物纤维搅拌和淀粉搅拌时，分两次加入防潮剂并一起搅拌，两次加专业音响入总量约为植物纤维、淀粉、填充剂总量的5%左右。

细川7.电子电子拉力实验机外观表面有图样未规定的突出、凹陷、粗糙不平和其他损伤纯等报道了以机械粉碎的细淀粉颗粒与壳聚糖溶液共混制备生物降解包装材料。淀粉与壳聚糖溶液混合加热凝胶化或预凝胶淀粉与壳聚糖醋酸溶液混合，配制成高浓度原料，控制原料水分含量在60%以下，通过水蒸气发泡，膨胀后热压成型制成发泡产品，用作盛装新鲜食物的容器。该产品具有较高的强度，发泡性能好，易完全降解，降解产印刷胶辊物对环境无害，燃烧时也不会产生有害气体，可望在各个方面取代聚苯乙烯泡沫的使用。

(3)淀粉与合成高分子共混

RandaI. L.等研究了由淀粉／PVA共混烘焙制备泡沫塑料的工艺，结果表明：在较低湿度时，88％醇解的PVA对强度的提高较大，而在湿度较高时，98％醇解的PVA对强度的提高较大；弯曲强度随PVA的分子量的提高而增大；交联剂Ca、Zr等的盐类的加入可以进一步提高耐水性；微观结构分析发现，膨胀的淀粉颗粒镶嵌在PVA中，淀粉在烘焙过程中发生凝胶化，PVA向更高程其中疲劳实验机还分为不同类型度的结晶转变。R. L. Shgren等[12]的研究发现，加入PVA提高了玉米淀粉制备的泡沫塑料的强度、弯曲性能，耐水性也有所提高。

美国Werber-Lambert公司开发了商品名为“NOVON”的降解材料，以糊化淀粉为主要原料，水为增塑剂，添加可完全生物降解的聚乙烯醇，用通用的塑料成型加工技术即可成型，还可根据需要添加不同的添加剂以提高柔韧性、尺寸稳定性及耐高温性能等。材料中淀粉含量可达90%以上，在需氧和厌氧的情况下均可生物降解，分解率达100%，并且具有较好的力学性能，其强度可达聚苯乙烯同类水平。目前商品化应用广泛，品种较多，其中包括发泡缓冲材料。

J.Y. Cha等研究了挤出温度及原料湿含量对淀粉基泡沫塑料物理性能的影响，组分为49％小麦或玉米淀粉，33％EVOH，10.5％水，7％发泡剂及0.5％的成核剂，由单螺杆挤出，螺杆转速为100rmh。结果表明：体积密度随挤出温度的升高而降低，最大膨胀出现在140并专业设计了各类专用于软包装材料的测试夹具℃，密度是聚苯乙烯的4~8倍。

(待续)