干燥淀粉的热塑化研究

研究了淀粉的干燥预处理对淀粉塑化效果的影响.对原淀粉和干燥淀粉采用甘油塑化,双螺杆挤出机挤出,分别得到热塑性淀粉(GPTPS、GPTPDS-1和GPTPDS-2).采用X射线衍射、热失重分析、示差量热扫描和扫描电镜,对三者的塑化效果进行比较.结果表明,在塑化剂总量接近的情况下,干燥淀粉较原淀粉可以制得结晶度低的热塑性淀粉.加工温度控制在170℃以下,在加工温度范围内,热稳定性GPTPS强于GPTPDS-2,则GPTPDS-1最低.     

塑化淀粉分子结构变化对生物质复合材料力学性能的影响

植物纤维与淀粉结合制得用于包装领域的新型植物纤维淀粉基生物质复合材料,淀粉塑化改善了植物纤维淀粉基生物质复合材料制品性能。为揭示塑化过程促使淀粉理化性能发生变化的深层机制,对塑化后淀粉的分子结构变化展开研究。利用红外光谱分析（FT-IR）和X射线衍射分析（XRD）对热塑性淀粉内部分子之间的氢键变化和结晶度进行分析表征,以研究塑化过程中淀粉分子官能团以及结晶结构的变化,结果表明：塑化过程中淀粉结晶结构发生变化,结晶区A型结晶遭到破坏;塑化剂与淀粉分子中的羟基之间形成了新的氢键,淀粉分子羟基官能团被削弱。力学性能测试表明,塑化使淀粉分子结构发生变化后,由其制备的植物纤维淀粉基生物质复合材料的抗拉、抗压强度得到明显提升,防水性得到改善。淀粉结晶区被打破,无定形区增多,淀粉更加紧密地附着在植物纤维表面,因此复合材料的抗拉等力学性能得到了明显提升。防水性得到提高的原因在于塑化后淀粉链中亲水的羟基被削弱,淀粉的红外光谱分析中塑化淀粉的羟基伸缩振动峰减弱验证了此结论。     

苎麻纤维增强热塑性淀粉复合材料的制备及力学性能研究

为进一步研究天然纤维增强热塑性淀粉复合材料的制备工艺和力学性能,以预塑化淀粉为原料,甘油为塑化剂,利用苎麻纤维作为增强材料,热压制备纤维增强热塑性淀粉复合材料.分别研究了热压温度、热压时间、苎麻纤维含量和纤维表面处理方式等对苎麻增强热塑性淀粉复合材料力学性能的影响.得到最佳制备条件:热压温度135℃、热压时间18min、苎麻纤维含量1.5g、5%NaOH预处理纤维24h.     

金属离子对淀粉／丙三醇共混体系性能的影响

选用单螺杆挤出机，研究了胡 直 直 盐等其它对淀粉／丙三醇共混物力学性能及流变性能的影响，通过Ｘ－射线衍射证实了第三组分的加入可以明显降低淀粉的结晶度，第三组分的加入同增塑剂作用相比，对淀粉的塑化作用起协同增塑作用。     

甘油增塑淀粉泡沫材料的塑化性能及力学性能

利用双螺杆挤出机制备了甘油含量不同的淀粉泡沫材料,研究了甘油含量对材料的增塑作用及其对力学性能的影响.偏光显微镜(PLM)显示,在热和机械剪切作用下,甘油破坏了淀粉分子的结晶结构,分子结构呈无序排列.红外光谱分析(IR)发现,甘油分子减弱了淀粉分子中的氢键缔合,有效地减小了淀粉分子间作用力;差示扫描量热分析(DSC)研究发现,甘油塑化淀粉的熔融温度比普通淀粉的低.静态压缩实验表明,甘油的加入,降低了淀粉泡沫的压缩强度和杨氏模量.     

绿色热塑性木薯淀粉材料制备与性能

用尿素和乙醇胺作为混合塑化剂对木薯淀粉进行塑化,制备绿色热塑性木薯淀粉材料(GTSM).扫描电镜表明,混合塑化剂尿素和乙醇胺已经渗透到木薯淀粉颗粒内部,塑化了木薯淀粉,使其颗粒被破坏,成为均一连续相.将不同塑化剂含量的GTSM在相对湿度为50%的环境下保存10 d,力学测试得出:质量分数为30%塑化剂的GTSM应力为8.51 MPa,应变为74.2%,杨氏模量为102.5 MPa,断裂能为2.309 N.m;X射线衍射说明GTSM长时间放置没有发生结晶行为,不影响材料的力学性能.TG分析得出质量分数20%     

露天矿运输道路生态型抑尘因子的选择

根据露天矿汽车运输土质路面特征及扬尘的发生机理,从环境本底条件出发,建立了黏结凝并、吸湿、保水等抑尘因子的选择原则.对蔗糖、可溶性淀粉、丙三醇、碳酸钠、硅酸钠等因子进行了粘度、吸湿、高温抗蒸发及研磨抗辗压等实验模拟研究,并与纯水进行了对比.结果表明,由可溶性淀粉、硅酸钠和丙三醇组成的抑尘剂,粘度可达510 mPa·s,粉尘的饱和吸剂率达到65.3%,恒高温(45℃)下单位面积的抗蒸发速率为0.03g·cm-2·h-1,抗蒸发时间达65.17h,具有强的黏结、凝并、吸湿、保水、抗高温和固结路面等性能,而且吸附性强,不产生喷洒时的二次扬尘,对矿石加工与冶炼无任何副作用,环境友好.     

绿色热塑性木薯淀粉材料制备与性能

用尿素和乙醇胺作为混合塑化剂对木薯淀粉进行塑化,制备绿色热塑性木薯淀粉材料(GTSM).扫描电镜表明,混合塑化剂尿素和乙醇胺已经渗透到木薯淀粉颗粒内部,塑化了木薯淀粉,使其颗粒被破坏,成为均一连续相.将不同塑化剂含量的GTSM在相对湿度为50%的环境下保存10d,力学测试得出:质量分数为30%塑化剂的GTSM应力为8.51MPa,应变为74.2%,杨氏模量为102.5MPa,断裂能为2.309N·m;X射线衍射说明GTSM长时间放置没有发生结晶行为,不影响材料的力学性能.TG分析得出质量分数20%,30%,40%塑化剂的GTSM在分解温度前质量分数的损失分别为15.61%,15.98%和19.74%,材料的稳定性逐渐变差.     

塑化剂及其含量对热塑性淀粉膜性能的影响

以玉米淀粉为原料,分别以甘油和尿素为塑化剂,在百克干淀粉塑化剂含量为20g、25g及30g配比下,采用涂层法和浆膜法制备了热塑性淀粉膜,并对制备的热塑性淀粉膜的拉伸性能和吸湿性进行了测试和分析.实验结果表明,热塑性淀粉膜的抗拉强度及吸湿性不仅受塑化剂类型及其含量影响,同时还与热塑性淀粉膜的制备方法密切相关.同等条件下,以尿素为塑化剂采用将膜法制备的热塑性淀粉膜,其抗拉强度较高,且百克干淀粉塑化剂含量为25g时,抗拉强度达到极值,但因吸湿造成抗拉强度下降的幅度也达到极值.     

表面活性剂对可食性葛根淀粉膜性能的影响

以葛根淀粉为基材,丙三醇为增塑剂,吐温20和司盘80为表面活性剂,采用流延法制备可食性葛根淀粉膜,并考察表面活性剂对葛根淀粉膜液及膜的结构与力学性能的影响.结果表明：2种表面活性剂均能够有效降低膜液的表面张力,可与葛根淀粉发生络合反应而形成单螺旋V型结晶,降低淀粉膜的拉伸强度、提高其断裂伸长率;吐温20可以增强淀粉膜液在玻璃及石蜡基材上的润湿性,使淀粉膜更加平整光滑,提高了淀粉膜的水溶性;司盘80可以增加膜的表面粗糙度,但降低了其透湿性;相比单一表面活性剂,混合表面活性剂的加入未能有效改善淀粉膜的力学性能.     

等离子体处理对淀粉性能影响研究

本实验主要研究在不同等离子体处理条件下,对淀粉进行改性研究.通过淀粉处理前后浆料粘度、粘附性、浆膜断裂强力、浆膜断裂伸长率和浆膜吸湿性等性能的变化来观察不同条件的等离子体作用效果,并研究了放置时间与方式对经等篙子体处理后淀粉性能的影响.实验结果表明,等离子体处理后的淀粉浆料性能得到了一定改善与提高,但改性的效果会随着放置时间的延长而减弱.     

羟基增塑剂对氨基甲酸酯淀粉与PVA混合浆相分离行为的影响

以初显分离时间和沉降率为量化指标,研究了正丁醇、1,2-丙二醇、丙三醇、季戊四醇、木糖醇和山梨醇6种具有不同羟基数目的增塑剂对氨基甲酸酯淀粉和PVA混合浆相分离行为的影响.研究结果表明,羟基增塑剂的加入能改善混合浆液的稳定性,随着增塑剂中所含羟基数目的增加,混合浆液的稳定性逐渐提高.当羟基数目等于3时效果最佳;但进一步增加羟基数目,氨基甲酸酯淀粉/PVA混合浆液稳定性反而会有所降低.此外,本文还研究了丙三醇的用量、PVA的聚合度和醇解度对混合浆液相分离行为的影响.     

体积拉伸流变塑化输运技术助力材料创新发展

 讨论了体积拉伸流变支配的偏心转子塑化输运装置的结构原理和技术特点，探讨了该技术在通用材料加工过程自增强和特种材料高效加工上的应用优势。研究结果表明：与传统螺杆塑化输运技术相比，偏心转子体积拉伸流变塑化输运技术在多组分塑料共混增容改性、有机无机杂化功能改性和热塑性塑料纤维增强改性等方面，具有强制增容效果好、混合分散效果优、纤维折损断裂少等显著优势；此外，偏心转子塑化输运装置的体积压缩释放效应强化了极端流变行为材料熔融塑化过程的传质传热效果，大大缩短物料热机械历程，实现极端流变行为材料的高速成型加工。     

用于制备热塑性塑料的双醛玉米淀粉的研究

采用高碘酸钠在温和条件中氧化玉米淀粉，制备不同醛基含量的双醛玉米淀粉，通过红外光谱和核磁表征产物.考察双醛玉米淀粉的分子量、结晶、形貌以及疏水性能的变化. 以甘油为增塑剂制备得到热塑性玉米双醛淀粉塑料具有良好的综合性能.     

PLA/热塑性淀粉和PLA/亚麻纤维可降解复合材料的性能研究

使用熔融共混方法,制备了PLA/热塑性淀粉(PLA/TPS)和PLA/亚麻纤维(PLA/FF)复合材料.研究结果表明,随着热塑性淀粉或者亚麻纤维用量的增加,PLA复合材料的拉伸强度和断裂伸长率都有所降低;而PLA的结晶速率呈现显著增大,并且晶粒细化;添加热塑性淀粉或者亚麻纤维,能够增加PLA复合材料的降解速率.     

淀粉基可环境降解塑料研究Ⅰ--淀粉的物理改性和填充PE塑料的相态结构

研究了偶联剂对淀粉的物理改性,改性淀粉加入量对填充PE塑料体系相态结构、力学性能的影响,认为偶联剂的加入量大于淀粉含量的1.0%时,可获得具有较好的对LLDPE掺混性的疏水化改性淀粉;提出了物理改性淀粉、增容剂等填充PE塑料多组份共混体系的"夹心面包"模型和Al3+与淀粉间的配位络合物模型.     

食用油脂与加热方式对小麦淀粉结构和体外消化性的影响

研究了常用食用油脂和加热方式对小麦淀粉结构和体外消化性的影响.首先将黄油、棕榈油、大豆油等食用油与小麦淀粉按1∶5的比例(质量比)共混,然后对其分别进行恒定高温和持续升温两种热处理,制备淀粉-脂质复合物,并测定了复合物的脂质含量、颗粒形貌、结晶结构、热力学性质及体外消化性.结果表明:淀粉与脂质复合后,结合脂质含量显著增加,其结晶结构由A型转变为A+V型,其中棕榈油更易与小麦淀粉形成稳定的复合物;与恒定高温相比,持续升温热处理形成的复合物更稳定,且复合物的慢消化淀粉(SDS)及抗性淀粉(RS)含量均显著增加;恒定高温热处理后,小麦淀粉-大豆油复合物的SDS含量最高,为15.8%;持续升温热处理后,小麦淀粉-棕榈油复合物的SDS含量最高,达16.4%.     

热-力双向耦合下平板结构振动的非经典方程

结构热-力耦合振动支配方程是对结构进行动力学分析与控制设计的基础.本文基于三维热弹性动力学,研究了力热双向耦合条件下平板结构的力热耦合动力学问题.将代数Vieta定理与经典算子谱分解方法相结合,发展了算子谱分解方法在结构振动力学建模中的应用.选取适当的规范条件,在时域内首次分别构建了受热平板弯曲振动和拉压振动的精确化方程的具体形式.给出了力热双向耦合下平板结构中振动模式的频散关系曲线,并对平板振动的空间和时间演化规律以及结构振动的动态稳定性做了分析和讨论.本文结果是在没有采用经典假设下得到的,因此得到控制方程是较精确的.本文得到的平板力热耦合振动精化方程可用于求解高温下应力场和温度场都是动态变化的耦合问题,研究高温环境下热-力动态耦合机理、耦合模式以及动态响应.     

SBS热塑性弹性体的研究——星型SBS嵌段共聚物

SBS热塑性弹性体系聚苯乙烯(PS)和聚丁二烯(PB)的嵌段聚合物。由于其结构的特殊性,使它兼有塑料和橡胶的性能,在常温下具有橡胶的弹性,而在高温下可塑化成型,其制品不经硫化就具有硫化橡胶的性能。 SBS嵌段聚合物有多种不同的合成方法,如三步法、偶合法、混合加料法、双锂引发等等。根据我们的实验结果,认为偶合法较适合于工业生产。本工作以环己烷为溶剂、仲丁基锂为引发剂、采用六氯乙烷为偶合剂合成了星型SBS嵌段共聚物。产品是具有二相结构的塑料弹性体(T_(g1)为-85℃,T_(g2)为75～82℃),其中聚丁二烯部分的1,4结构含量在90％以上,抗张强度在300kg/cm~2以上,伸长率为700～900％。同时研究了反应条件和结构因素对弹性体性能的影响。此外还用红外、核磁、紫外、凝胶渗透色谱及动态力学等方法对星型SBS嵌段共聚物的结构作了分析。     

乙二醇和丙三醇二元系玻璃化转变和协同松弛

为了估算乙二醇(EG)在慢速降温下的玻璃化转变和协同松弛参数,利用差示扫描量热法(DSC)测量了连续升降温条件下(10K.min-1)乙二醇和丙三醇二元系(EG/G)在玻璃化转变温度Tg前后的表观比热容.利用曲线拟合方法得到了EG/G基于Adam-Gibbs(AG)模型的协同松弛参数.结果表明,随组分的变化,玻璃化转变温度Tg、玻璃化转变过程中的比热跃迁ΔCp(Tg)、AG模型参数、松弛时间和动力学脆度等均呈规律性变化,据此可外推得到EG的玻璃化转变和AG模型参数.松弛时间和动力学脆度的分析结果表明,EG的动力学脆度比丙三醇的小,二元系动力学脆度的分析结果可以和Tg,ΔCp(Tg),松弛时间分布参数和协同重排域等的分析结果相互印证,从而证明了AG模型作为现象学模型描述EG/G结构松弛的有效性.但在解析EG/G协同重排域的微观参数时,AG理论遇到困难.