壬烯基琥珀酸酐酯化淀粉制备及其PLA复合材料性能研究

于洋; 史其涛; 葛铁军

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.11.017

塑料科技 ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (11) : 85 -89. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.11.017

生物与降解材料

壬烯基琥珀酸酐酯化淀粉制备及其PLA复合材料性能研究

于洋 ¹^,² ,
史其涛 ¹^,² ,
葛铁军 ¹^,²^,^*

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Preparation of Nonenyl Succinic Anhydride Esterified Starch and Properties Study of PLA Composite Materials

Yang YU ¹^,² ,
Qi-tao SHI ¹^,² ,
Tie-jun GE ¹^,²^,^*

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摘要

以壬烯基琥珀酸酐为酯化剂，4-二甲氨基吡啶（DMAP）为催化剂，离子液体（1-乙基-3-甲基咪唑氯盐）水溶液为溶剂制备酯化淀粉。将酯化淀粉与聚乳酸（PLA）共混制备复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量仪对酯化淀粉及其PLA复合材料的结构和性能进行测试表征。结果表明：制备酯化淀粉的较佳工艺是反应时间为2.5 h，反应温度为85 ℃，催化剂用量为淀粉的2%，n（离子液体）∶n（水）为1∶10，n（酯化剂）∶n［淀粉中脱水葡萄糖单元（AUG）］为1∶3。在最佳反应条件下，取代度为0.92 mmol/g。FTIR分析表明：淀粉已经被成功酯化。接触角测试表明：酯化淀粉的亲水性降低，与PLA的接触角相似。DMA结果表明：酯化改性提高了淀粉与PLA的相容性。力学性能测试结果表明，当酯化淀粉质量分数为25%时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比PLA/原淀粉复合材料分别提高4.7%、132%和26.5%。SEM表明，酯化后的淀粉表面形貌发生变化，酯化后淀粉与PLA相容性得到改善。