纳米淀粉/聚乳酸复合材料的研究

随着环保意识的增强和石油资源的日益匮乏，生物降解材料如聚乳酸得到了越来越广泛的关注。降低成本和提高使用温度，是当前聚乳酸工业化迫切需要解决的问题。淀粉是来源广泛、价格低廉的可再生资源。用淀粉与聚乳酸复合有可能降低聚乳酸的成本，提高聚乳酸的使用温度，但淀粉颗粒大，与聚乳酸相容性差，即使对淀粉颗粒进行表面修饰，复合材料的性能改善也有限。本项目侧重研究纳米淀粉及改性纳米淀粉与聚乳酸的纳米复合。首先将玉米淀粉纳米化，获得高产率的纳米淀粉（NSt），研究NSt的形成机理和结构，优化实验条件。进而对NSt进行化学修饰，制备聚乳酸接枝的纳米淀粉（La-NSt）。最后制备La-NSt与聚乳酸的复合材料。由于La-NSt颗粒尺寸小，表面亲脂性改善，在聚乳酸基质中分散均匀，与基质间的界面粘结能力增强，复合材料的性能明显提高。本项目的目标是通过纳米复合开发价格低廉性能优异的可完全生物降解的淀粉基聚乳酸复合材料。

随着环保意识的增强和石油资源的日益匮乏，生物降解材料如聚乳酸得到了越来越广泛的关注。但由于其价格相对较高，并没有在塑料包装等领域广泛使用。淀粉是来源广泛、价格低廉的可再生资源。用淀粉与聚乳酸复合有可能降低聚乳酸的成本，提高聚乳酸的使用温度，但淀粉颗粒大，与聚乳酸相容性差，复合材料的性能改善也有限。. 纳米复合物，即在聚合物复合材料加工过程中填入纳米尺寸刚性材料（多数是无机材料）已成为新的研究热点。由于纳米尺寸效应，与传统的复合材料相比，纳米复合物有更优异的性能。随着对可再生资源的利用，加入可再生纳米组分的生物纳米复合物(bionanocomposites)又成为纳米复合物中的亮点。可再生组分既可作为复合材料的基质又可作为纳米粒子填料。纤维素、淀粉、甲壳素等多糖聚合物都可以作为可再生的纳米尺度增强剂。. 本项目首先开发了两种“绿色”方法将纳米淀粉纳米化，得到的纳米淀粉产率高、粒径尺寸均匀可控。进而对纳米淀粉进行化学修饰，增加纳米淀粉和聚乳酸基质的相容性，并制备一系列聚乳酸基生物纳米复合物。由于纳米淀粉颗粒尺寸小，表面亲脂性改善，在聚乳酸基质中分散均匀，与基质间的界面粘结能力增强，复合材料的性能明显提高，通过纳米复合成功制备价格低廉性能优异的可完全生物降解的淀粉基聚乳酸复合材料。