光引发剂1080对淀粉塑料耐水性的影响开题报告

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1. 研究目的与意义

随着社会不断发展,人们对塑料的需求越来越大,传统塑料所面临的石油原料枯竭和塑料废弃物对环境的污染的两大问题逐渐暴露出来。解决这些问题,一是要对传统塑料进行回收并进行重加工，提高塑料使用寿命；二是利用先进的科学技术手段，使自然界中广泛存在天然大分子材料，如纤维素、蛋白质、甲壳素等，可被人类利用。与来自石油资源的传统塑料相比，天然高分子有着明显的优势：天然高分子在自然界来源广泛，价格低廉，再生周期短，最重要的是天然高分子能够被自然界中存在的微生物降解，对环境无污染。于是在这种情况下,寻找原料来源广泛,价格低廉,对环境污染小且能够克服天然高分子材料易吸水，易降解的缺点新型塑料成为科学家研究的内容,淀粉塑料因满足上述要求而成为研究的焦点。

2. 国内外研究现状分析

国内在全淀粉塑料方面近年来也有大量研究,主要集中在一次性餐盒、托盘等制品类,以玉米、马铃薯淀粉为主要原料的吹塑类全淀粉塑料近日也在北京出现。如江西科学院邱威扬等报道研制的全淀粉塑料,热塑性淀粉膜的淀粉质量分数为90%,其性能基本上达到同类应用的传统塑料的标准,通过控制配方,可以达到3~12月内完全降解。但据调查,国内目前工业化的生物降解塑料多为共混型及化学合成类淀粉降解塑料,全淀粉降解塑料的生产未见报道。

国外已有全淀粉塑料产品,日本住友商事会社、日本谷物淀粉公司、美国Novon International公司、意大利Ferruzzi公司和Novamont公司等宣布已研制成功全淀粉降解塑料〔w(淀粉)= 90%～100%〕,在1～12月内完全生物降解而不留任何痕迹,无污染,可用于制造各种容器、薄膜和垃圾袋等。但由于价格的原因,现阶段还只能用作高级化妆品和美国海军出海食品的容器。其中美国Novon International公司的NOVON全淀粉塑料产品的生产能力已达到45000t/a。NOVON由100%淀粉制成的热塑性淀粉塑料,其性能类似于聚苯乙烯,可用作医用胶囊,据称它是由淀粉异构化而制得,约有70%支化聚合物和30%链状聚合物构成。意大利Novamont公司开发的Mater Bi全淀粉塑料产品的生产能力已达到1万t/a。德国Battelle研究所用直链含量很高的改良青豌豆淀粉研制出淀粉质量分数达90%的可降解材料,可用传统方法加工成型,作为PVC的替代品,在潮湿的自然环境中可完全降解。日本玉米淀粉公司同美国合资建立淀粉系列生物降解塑料厂,生产规模达2万t/a。

3. 研究的基本内容与计划

自20世纪70年代起, 为解决塑料白色污染和缓解石油危机等问题人们进行了淀粉塑料的研究开发和推广应用。天然淀粉来源广泛，价格低廉，同时具有良好的生物降解性能，可用于制备生物降解塑料。

实验方案：光引发剂1080（苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦）对热塑性淀粉塑料耐水等性能的影响包括以下内容：（1）不同含量光引发剂的影响（2）不同光照时间（3）含光引发剂淀粉塑料粒料的制备（4）标准样条的制备具体要求: 第一步：通过查阅相关文献资料，确定影响因素，设计实验步骤；第二步：熟练掌握各种实验仪器的使用，确保实验数据的科学性，准确性；第三步：比较不同条件下实验数据的稳定性，分析其中的变化规律，为以后的进一步实验改进提供实验依据；第四步：根据实验结果分析，确定最佳的工艺参数。

4. 研究创新点

本实验选用高效的1080固体光引发剂。将玉米淀粉和甘油混合后用高速搅拌机搅拌均匀后在双螺杆挤出机上塑化挤出，挤出后冷却造粒。启动注塑机，将挤出后的粒料从注塑机的填料口倒入，注塑成标准哑铃型样条，加入光催化剂1080，经过光照，交联，固化后测得其耐水性能。

紫外光固化是指以紫外光为能源，诱导反应性的液体物料快速转变成固体的过程，常用于涂料、油墨、胶粘剂等的制备。当紫外光照射紫外光固化体系时，将激发分解体系中的光引发剂，生成活性游离基，撞击体系中的双键并反应形成增长链，这一反应继续延伸，使光活性单体和低聚物中的双键打开，交联形成紫外光固化产品。