由于缺乏不可再生資源以及由石油基資源引起的生態(tài)環(huán)境污染問題,用環(huán)保的生物可降解塑料替代石油基塑料是當(dāng)前研究的熱點。本文以玉米淀粉為原料,甘油為增塑劑制備熱塑性淀粉膜,研究空氣輝光放電等離子體技術(shù)對淀粉膜分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的影響。在制備熱塑性淀粉膜的研究中,通過控制甘油添加量、不同干燥溫度和干燥時間,以膜的力學(xué)性能做指標(biāo),探索其達到最佳力學(xué)性能的最佳條件。經(jīng)研究,制備熱塑性淀粉膜的最佳條件為:甘油含量為25%,干燥溫度為50℃,干燥時間為3h。此時,膜的拉伸強度和斷裂伸長率分別為6.80 MPa,50.41%。將最佳條件下制備的膜放入輝光放電等離子體發(fā)生器中,通過控制處理功率（45、60、75W）及處理時間（1、2、3、4、5min）,利用掃描電鏡、偏光顯微鏡、X-射線衍射、傅里葉紅外、X-射線光電子能譜儀等儀器,系統(tǒng)地研究了淀粉膜的表面形貌,晶體結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)。利用拉力測試機研究膜力學(xué)性能的變化。研究結(jié)果表明,空氣輝光放電等離子體技術(shù)能在一定的處理功率和處理時間范圍內(nèi)有效提高膜的拉伸強度。SEM和PLM結(jié)果顯示在45W處理1-5min、60W處理1-4min的條件下由于等離子體的處理,膜表... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

直鏈淀粉（上圖）和支鏈淀粉（下圖）分子的結(jié)構(gòu)示意圖

引進了“等離子體”這個名稱[31]。由于其含電子、正負離子電荷大致相等，因此總體上是呈電中性[29,32]。根據(jù)氣體溫度的差異性，等離子體被劃分成熱等離子體（氣體溫度在1×104K量級的高溫等離子體）、暖等離子體（氣體溫度在3×103~5×103K量級的高溫等離子體）和低溫等離子體（氣體溫度在室溫左右）。從宇宙角度出發(fā)，90%以上的物質(zhì)都居于等離子體形態(tài)。對于地球而言，人造的等離子體在我們周邊也比比皆是。不同類型等離子體的參數(shù)分布如圖1-2所示[33]。等離子體處理是一種誘導(dǎo)化學(xué)變化的物理處理過程[34]。圖1-2不同類型等離子體的參數(shù)分布[33]（密度跨度為30個數(shù)量級，溫度跨度為7個數(shù)量級）Fig.1-2Parameterdistributionfordifferenttypesofplasma[33](densityspans30ordersofmagnitude,temperaturespans7ordersofmagnitude)

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文6分子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)以及晶體和鏈結(jié)構(gòu)在決定淀粉性質(zhì)和應(yīng)用方面起著關(guān)鍵作用，因而GDP可誘發(fā)淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生變化來擴大淀粉的應(yīng)用范圍[49]。1.4.3輝光放電等離子體對淀粉改性的機理如圖1-3所示，GDP與淀粉分子間相互作用引起淀粉改性的機理主要有蝕刻、氧化、交聯(lián)、解聚。這四種反應(yīng)可同時發(fā)生。圖1-3GDP對淀粉改性的機理Fig.1-3Modificationofstarchbyglowdischargeplasma1.4.3.1蝕刻蝕刻是表面現(xiàn)象，在等離子體生成過程中形成的活性物質(zhì)可以蝕刻宏觀尺度到納米尺度的表面。活性物質(zhì)優(yōu)先蝕刻半結(jié)晶聚合物的非晶部分。輝光放電等離子體蝕刻系統(tǒng)基本上分為等離子體蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻、濺射蝕刻。等離子體蝕刻系統(tǒng)廣泛用于表面改性[35]。等離子蝕刻系統(tǒng)的主要特點是平行板式反應(yīng)器、在2.66×10-2-2.66×10-1kPa壓力下運行、低能離子能量轟擊。由于等離子體蝕刻，基質(zhì)的表面能量增加，親水性質(zhì)加強[50,51]。Jacobs等人研究發(fā)現(xiàn)與氮氣GDP相比，氧氣GDP的蝕刻速率更高，而且蝕刻速率伴隨放電功率的增大而增加[52]。Zhang等人觀察到氦氣GDP使馬鈴薯淀粉表面發(fā)生刻蝕，且伴著處理時間增加而效果增強[53]。因此，處理時間、處理功率以及氣體種類都會影響蝕刻的發(fā)生。蝕刻更易發(fā)生在活潑氣體GDP中，隨著處理時間及處理功率的增大，蝕刻效果更明顯。由于蝕刻會使淀粉顆粒表面產(chǎn)生裂隙，GDP產(chǎn)生的活性物質(zhì)滲透到分子水平，導(dǎo)致淀粉顆粒的解聚和交聯(lián)。1.4.3.2氧化Liu等人研究表明經(jīng)處理后淀粉的核磁共振氫譜（1H-NMR）表明羥基質(zhì)子的峰面積顯著減少，羥基的減少是由于發(fā)生氧化或交聯(lián)反應(yīng)，如果淀粉被氧化，則應(yīng)在傅

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]玉米淀粉基薄膜材料的制備及性質(zhì)研究[D]. 賈雪.江南大學(xué) 2018



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