1 淀粉改性劑

      淀粉（starch）分為直鏈淀粉與支鏈淀粉， 來源廣，價格低廉。直鏈淀粉是 D- 葡萄糖殘基以 α-1，4- 苷鍵連接的多糖；支鏈淀粉是 D- 葡萄糖殘基的一部分以 α-1，6-苷鍵連接而成的多糖。不同淀粉的相對分子質(zhì)量及支化程度有顯著差異。與具有大量支鏈的支鏈淀粉相比，直鏈淀粉結(jié)晶性高，能提高改性材料的拉伸強(qiáng)度等性能，具有與熱塑性塑料相類似的性能。淀粉是天然材料，其生物降解性非常好。

      淀粉改性水性聚氨酯的研究主要是利用淀粉分子中含有多個羥基， 可作為多元醇與異氰酸酯反應(yīng)合成水性聚氨酯， 或者利用淀粉作為共混改性劑制備水性聚氨酯，提高水性聚氨酯材料的可生物降解性、機(jī)械性能和降低成本。用于水性聚氨酯改性的淀粉可以是天然淀粉，也可以是經(jīng)過化學(xué)處理的改性淀粉、納米淀粉、氧化淀粉、交聯(lián)淀粉和液化淀粉。

2. 淀粉改性水性聚氨酯的研究進(jìn)展

      以二苯基甲烷二異氰酸酯（IPDI）、二羥甲基丙酸（DMPA）為硬段， 聚氧化丙烯二元醇（GE210）為軟段，乙二胺（EDA）為擴(kuò)鏈劑，制備了具有良好分散性的陰離子水性聚氨酯脲（PUU） 分散液，并用可再生的氧化玉米淀粉對其進(jìn)行了交聯(lián)改性。測試結(jié)果表明 ：加入氧化交聯(lián)淀粉后，水性 PUU分散液的表面張力增加，成膜后的力學(xué)性能得到改善。同時隨氧化淀粉用量的增大，水性 PUU膜的拉伸強(qiáng)度也逐漸增大。

      用糯玉米淀粉納米晶制備了高強(qiáng)度彈性水性聚氨酯納米復(fù)合材料（WPU）。把糯玉米淀粉在硫酸中水解，制成平均直徑 25~40 nm的片狀納米淀粉晶體，直接與多異氰酸酯反應(yīng)，制成一系列不同含量納米晶的水性聚氨酯復(fù)合材料。分析結(jié)果表明 ：該復(fù)合膜在相對濕度 75% 下放置 1周，楊氏模量從 0.6 MPa 增加到 3.2 MPa，拉伸強(qiáng)度從10.4 MPa 增加到 24.1 MPa，斷裂伸長率變化很小。此外，該 WPU 基復(fù)合材料具有良好的熱穩(wěn)定性。為制備高強(qiáng)度水性聚氨酯彈性體提供了一個新的“環(huán)境友好型” 的途徑。

      用硫酸水溶液對馬鈴薯淀粉進(jìn)行處理， 利用超聲波制得淀粉納米晶（StN）， 制成了水性聚氨酯納米復(fù)合材料。 該材料呈現(xiàn)良好的強(qiáng)度、延伸率和楊氏模量。 StN 含量為 2% 時，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別為 28.6 MPa 和 1 406.6%，是未改性 WPU 的 2.6 和 1.7 倍。接枝反應(yīng)抑制了物理變化，增加了復(fù)合物的網(wǎng)絡(luò)密度。

      在 淀 粉 納 米 晶（StN）粒子表面上利用己內(nèi)酯開環(huán)聚合，制得接枝聚己內(nèi)酯（PCL） 分子鏈（StN-graft-PCL）。將接枝改性的 StN 通過共混方式引入到 WPU 基體中，對 WPU/StN-graftPCL 納米復(fù)合物結(jié)構(gòu)及性能的測試、分析可知，與未改性的 WPU 相比，5%StN-graft-PCL 添加量的 WPU的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率顯著提高。研究結(jié)果表明 ：拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的同時增大歸因于 StN-graftPCL 在 WPU 基體中的均勻分散，以及硬質(zhì) StN 的強(qiáng)化作用和接枝 PCL 分子鏈的纏繞。

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