目的研究聚乳酸復合膜的降解性能,加快聚乳酸材料降解速率。方法選取淀粉、羧甲基纖維素鈉（CMC）、聚乙二醇（PEG）等3種材料,與聚乳酸混合制備4種不同的復合膜。測定復合膜的透光率、力學性能、熱性能等指標,使用紅外光譜儀對復合膜的基團組成進行表征,使用磷酸鹽緩沖液浸泡,測試其降解性能。結果紅外光譜結果顯示PLA膜與PLA復合膜的吸收峰沒有明顯的差別,這證明改性材料與聚乳酸沒有發(fā)生化學反應。復合膜的DSC曲線顯示,添加改性劑后,熔融溫度變化不大,無明顯影響。降解性能方面,按PLA與復合物的質量比9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5制備多種復合膜,其中質量比9∶1,7∶3,5∶5的PLA/淀粉復合膜在第70天降解率分別為24.11%,24.8%,35.6%;PLA/CMC復合膜的3種質量比降解率為27.64%,30.37%,45.2%。按照PLA與PEG質量比為99∶1,98∶2,97∶3,96∶4,95∶5制備了PLA/PEG復合膜,其中質量比為99∶1,97∶3,95∶5的PLA/PEG復合膜在第70天的降解率分別為25.45%,38.83%,45.83%。PLA/淀粉/PEG復合膜是... 

【文章來源】：包裝工程. 2020,41(17)北大核心

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【部分圖文】：

不同質量比PLA/淀粉/PEG薄膜的降解率

聚乳酸薄膜及不同質量比的復合膜的透光率見圖1。從圖1中可以看出，純聚乳酸薄膜的透光率為88.67%，添加淀粉、羧甲基纖維素鈉或PEG后，薄膜的透光率都呈現下降的趨勢，而且隨著添加量的增多，薄膜透光率下降得越多。其中淀粉對透光率的影響最大，當聚乳酸與淀粉質量比為9∶1,7∶3和5∶5時，透光率分別為66.86%,49.22%和34.43%，最大下降了54.24%。這是因為淀粉與聚乳酸的相容性不太好，成膜后有很多顆粒附著在薄膜表面，薄膜整體顏色偏白，所以透光率較低。當聚乳酸與羧甲基纖維素質量比為9∶1,7∶3和5∶5時，透光率分別為76.41%,65.01%和60.42%，最大下降了28.25%。這表明相對于淀粉，羧甲基纖維素鈉能更好地與聚乳酸溶液混合，雖然隨著含量的增加，透光率依然逐漸減小，但是影響的程度遠小于淀粉。PEG的添加對薄膜透光率的影響最小，當PEG按質量分數1%,3%和5%添加時，復合膜的透光率分別為85.18%,81.28%和76.18%，相比于純PLA膜最大僅下降了12.49%。這說明PEG能較好地分散在聚乳酸溶液中，不會對薄膜的透光性產生較大影響。當聚乳酸與淀粉質量比為7∶3,PEG按質量分數1%,3%和5%添加時，透光率分別為62.36%,61.88%和58.17%，最大下降了30.5%。這表明PEG的加入能有效增加聚乳酸與淀粉的相容性，使淀粉能更好地分散在聚乳酸溶液中。2.2 力學性能

添加不同改性材料的聚乳酸薄膜的DSC曲線見圖3。從圖3中可以看出聚合物的玻璃化轉變溫度tg、結晶溫度tc和熔融溫度tm。純PLA薄膜，PLA/淀粉（7∶3）薄膜，PLA/PEG(5%）薄膜，PLA/CMC(7∶3）薄膜的tm相差不大，大約都在160℃左右，tc大約為73.2℃，PLA/PEG復合膜（5%）的tc不太明顯，可能添加了PEG的聚乳酸復合膜的分子鏈運動能力得到了提高。PLA/淀粉/PEG薄膜的tm只有75℃，并且未能觀察到明顯的tg和tc。這說明淀粉、羧甲基纖維素鈉和PEG單獨的加入都不會對PLA復合膜產生較大影響，而加入PEG后，使得淀粉與聚乳酸溶液共混效果更好，淀粉的熔點較低，導致了PLA/淀粉/PEG復合膜的tm明顯減小了[16]。圖3 不同PLA薄膜的DSC曲線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]改性納米纖維素對聚乳酸熱降解動力學行為影響研究[J]. 王璇,楊鵬,周琳翔,宋立美.  功能材料. 2019(10)
[2]水降解聚乳酸保鮮袋對綠葉蔬菜的保鮮性能研究[J]. 李丹,李中華,金林宇,何思遠,孟魯建.  上海包裝. 2019(10)
[3]PLA/nano-TiO2復合膜的制備及性能研究[J]. 馮詩藝,蔣悅,祁悅,吳昕奕,張偉杰,李磊,周宇婷,王潘媛,臧名洋,劉耀文.  塑料工業(yè). 2019(07)
[4]可降解塑料聚乳酸（PLA）生物降解性能進展[J]. 史可,蘇婷婷,王戰(zhàn)勇.  塑料. 2019(03)
[5]聚乳酸可降解地膜應用試驗[J]. 戴紅平.  農民致富之友. 2019(04)
[6]貽貝啟發(fā)蒙脫石-銀/聚乳酸抗菌膜的制備及其性能[J]. 張鵬飛,陳曉東.  精細化工. 2019(02)
[7]PLA/淀粉增容增塑的研究進展[J]. 陳文婷,李俊成,趙西坡,彭少賢.  塑料. 2018(02)
[8]微纖化纖維素/聚乳酸薄膜的制備及性能分析[J]. 唐麗麗,陳蘊智,張正健,趙華鳳.  包裝工程. 2017(15)
[9]玻璃纖維/聚乳酸復合包裝薄膜的制備及表征[J]. 尹興,孫誠,王蕊,盧通文.  包裝工程. 2016(13)
[10]表面酯化修飾納米纖維素在聚乳酸復合膜中的應用[J]. 林丹,趙光磊,何北海,李曉鳳.  現代食品科技. 2016(08)

博士論文
[1]干法酯化淀粉/聚乳酸復合材料相容性及其性能研究[D]. 左迎峰.東北林業(yè)大學 2014

碩士論文
[1]聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝薄膜的研究及其在西蘭花保鮮中的應用[D]. 何依謠.浙江大學 2018



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