生物淀粉基降解塑料的研究应用

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生物淀粉基降解塑料的研究应用赵卫星赵永春姜红波2（1.宝鸡文理学院植物化学陕西省重点实验室，陕西宝鸡2.宝鸡文理学院地理科学与环境工程系，陕西宝鸡721013）水，对环境不造成任何污染，因而淀粉基降解塑料成为国内外研究开发最多的类生物降解塑料。简单介绍了生物淀粉的结构和性能，重点介绍了生物淀粉基降解塑料的应用和研究进展。　　基金项目：陕西省重点实验室重点科学研究项目（2003S018）；陕西省科技发展计划项目（2010K01401）；宝鸡文理学院科技项目（YK078）自20世纪六、七十年代以来，塑料以其来源丰富、质轻、产品美观、卫生、比强度高、质量轻、难锈蚀、有一定的绝热、绝缘性以及具有与金属加工方便等特点而得到广泛应用，已经渗透到工业、农业、国防及人们生产和生活的各个领域，与混凝土、钢铁和木材并称四大工业材料a.然而，大量废弃的塑料制品因为其不可降解性而带来了题。自20世纪70年代以来，人们开始了对降解塑料的研究和开发，主要有光降解塑料和生物降解塑料两大类。其中淀粉作为种天然高分子化合物，其来源广泛，品种多，成本低廉，并且能在自然环境下完全降解为二氧化碳和水，不会对环境造成任何污染，因而淀粉基降解塑料成为国内外研究开发最多的一类生物降解塑料24.本文简单介绍淀粉的结构和性能，重点介绍生物淀粉基降解塑料的应用和研究进展。　　1淀粉的结构和性能淀粉是植物体中贮存的养分，贮存在种子和块茎中。不同的植物品种，其淀粉颗粒的形态、大小以及直链淀粉和支链淀粉含量的比例都各不相同。大米中含淀粉62%~86%，麦子中含淀粉57%~75%，玉蜀黍中含淀粉65% ~72%，马铃薯中则含淀粉超过90%.淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类，分子间存在氢链，溶解性很差，亲水但并不易溶于水。直链淀粉含几百个葡萄糖单元，支链淀粉含几千个葡萄糖单元。在天然淀粉中直链的占20%~26%，它是可溶性的，其余的则为支链淀粉。当用碘溶液进行检测时，直链淀粉液呈显蓝色，而支链淀粉与碘接触时则变为红棕色。　　~100pm.直链淀粉的葡萄糖以a~D4，4-糖苷键结合的链状化合物，相对分子质量为20x 104~200x104.支链淀粉中各葡萄糖单元的连接方式除a~D4，4-唐苷键外，还存在a-M，6-唐苷键，相对分子质量为100xl06 400X106.淀粉的性质与淀粉的相对分子质量、支链长度以及直链淀粉和支链淀粉的比例有关。实验证明，高直链含量的淀粉更适合于制备塑料，所得制品具有较好的机械性能。　　目前，我国还没有全淀粉塑料的生产，邱威杨等用玉米淀粉和纤维素等混合制得全淀粉塑料，其力学性能等基本能达到传统塑料的性能标准，且降解性能非常好，通过控制配方，可达到3个月、6个月及1年的不同降解速率，但如材料吸水，则力学性能明显下降。　　3结束语目前在我国使用最广泛的填充型降解塑料因为其降解性能差，在一些国家已经是淘汰的产品。淀粉基降解塑料主要存在的也就是成本和性能的问题，其中性能又包括降解性能和使用性能。淀粉售价较低，也需要提高其附加值，以促进农业生产。淀粉具有良好的高亲水性和生物降解性，成为制备降解材料的良好原料，以取代目前广泛使用的塑料制品，成为淀粉加工的最大课题，具有重要的研究意义，前景非常广阔。