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小麦谷朊粉/淀粉复合材料的研究
[作者: 2014-02-25 点击: 6571 ]
基于小麦蛋白质的生物可降解材料的研究和开发已引起国内外的广泛重视。我国是小麦生产大国,谷朊粉、淀粉等小麦工业加工产品的原料价格可与化工原料相竞争。以可再生资源小麦工业加工产品谷朊粉、淀粉为原料,制备可降解生物复合材料,作为一些传统材料的替代品,具有重要的环境、资源、社会意义。 本文采用模压法制备了小麦谷朊粉/淀粉复合材料,考察了淀粉含量、模压温度、甘油含量、湿度环境以及淀粉氧化改性对复合材料力学性能、吸湿性、流变性能的影响。研究结果表明,谷朊粉/淀粉复合体系最佳含水量随淀粉含量增大而降低,导致模量显著上升,非线性流变行为增强。随着淀粉含量增加,复合体系形成附加的物理交联网络结构,致使蛋白质链段松弛受到抑制。当模压温度低于110℃时,在升温过程中,复合体系中淀粉发生凝胶化,促进了蛋白质的进一步交联。 模压温度与材料组成显著影响甘油增塑谷朊粉/淀粉复合材料的力学性能。升高模压温度可显著提高模量与强度,同时使断裂伸长率降低。在增塑剂甘油含量不变的情况下,较高含量的淀粉可提高复合材料的杨氏模量,但使拉伸强度与断裂伸长率降低。甘油在复合材料中起增塑作用,降低分子间作用力,拉伸强度和杨氏模量均随甘油含量的增加而降低;同时,蛋白质链段能动性提高,复合材料断裂伸长率随甘油含量的增加而增大。 对淀粉进行氧化改性后,双醛淀粉颗粒表面醛基可进一步交联蛋白质。与未改性淀粉相比,以双醛淀粉为填料可显著提高复合材料的拉伸强度。当谷朊粉/双醛淀粉比值为19/1(w/w)时,复合材料的综合力学性能最佳。复合材料的吸湿率主要取决于甘油含量与环境相对湿度与淀粉性质关系不大。
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