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生物降解材料研究院报道，聚丙烯以高性价比及优良的力学性能、热性能、加工性能等成为最主要的塑料品之一，在高分子材料中占有十分重要的地位。 基于减塑环保需求，有读者来信，想了解一下淀粉与聚烯烃类共混塑料的相关技术信息，小编查阅众多文献资料，整理如下供大家参考。 一 聚丙烯（PP） 聚丙烯是一种白色粒状、无毒、无味的热塑性树脂。其用途相当广泛，具有加工性能好、来源丰富、价格便宜、电绝缘性好等优点。 聚丙烯的结构是由配位聚合得到的线型结构：如下图所示。 1）物理性能。聚丙烯有较好的耐热性，长期使用温度可超100℃，还可用于焊接（220℃）。聚丙烯的强度和刚度也好过聚乙烯，坚韧耐磨、耐震，机械性能好。 聚丙烯是非极性高聚物，有优良的电性能和良好的耐热性，而且质轻（密度0.9g/cm3）。 2）耐化学介质性能。聚丙烯的耐酸碱性能良好，无论常温或较高温度（70℃，100℃）条件下，其耐碱及各种盐类的性能尤为突出。在室温下它几乎耐所有的无机酸和有机酸。 3）大气老化性能。聚丙烯在光、热和空气中的氧（或臭氧）作用下易老化，尤其是大分子链中叔碳原子处易被氧化降解，光和热的作用在于引发氧化降解反应。 聚丙烯可制成薄片，吹塑成型，也可以用压铸或挤压等方法成型。聚丙烯的机械加工性能很好，可以锯、切削，在床车上加工，也可用普通木材与金属的加工工具进行加工、焊接。 二 PP+淀粉工艺 1）工艺流程图 PP+淀粉工艺流程图 2）工艺条件 三 PP改性 1）化学改性 2）物理改性 四 淀粉（ST）改性 1）物理改性 ST的物理改性一般是指ST的细化、ST的凝胶化、反应挤出改性、ST的偶联改性等等。 ST细化是指降低ST颗粒的粒度，通过对ST进行微细化，可以降低ST的结晶度、削弱ST分子间的氢键，从而达到提高ST的可塑性和提高ST颗粒在基质中的分散性，进而提高共混物力学性能和生物降解性能的方法。 ST的凝胶化过程就是破坏ST颗粒结构，降低原ST颗粒的结晶性，进而改善其塑化过程及与聚烯烃共混加工的一种方法。 反应挤出法是近年来改性ST生产中出现的一种新技术，由于其能使ST的性能多样化、功能化，生产连续化，工艺操作简单经济，该技术越来越受人们的重视。但该技术的反应机理、反应过程控制等研究还不够成熟，因此还未被广泛使用。 ST的亲水性进行改性的最常用的物理方法是偶联剂法，偶联剂（如硅烷类、铝酸酯、钛酸酯等）在ST的表面形成一个有机疏水层，使ST的亲水性降低。疏水层的形成过程如上图所示。 目前研究比较活跃的是ST预细化后的偶联改性，经过预细化偶联改性以后，与聚乙烯共混，共混体系的表观粘度比改性前的共混体系要低。 而且体系中超微ST的含量可以达到50wt％，制成薄膜后拉伸强度和断裂伸长率都有了明显的提高，拉伸强度和断裂伸长率分别增加了28.6％，71.4％和93.8％，165.2%。 戴李宗等人研究淀粉/LLDPE可降解材料时，利用铝酸酯处理ST得到疏水性较好的改性ST（如上图）。 在铝酸酯偶联剂和ST的作用过程中，ST上的羟基与偶联剂发生了络合作用，Al以 sp3d 轨道杂化形式，形成三方双锥结构，向疏水性结构转变，使ST和PE有机地联系起来。 2）化学改性 为了克服天然淀粉的缺点，仅仅物理改性还不能满足应用要求，淀粉的化学改性是必要的，也是有效的手段。 通常ST化学改性是在水体系中进行的（即湿法工艺），水作膨胀剂，使颗粒ST凝胶化，也可对ST的增塑起一定的作用，以便ST与其它反应物充分接触有利于反应进行。 ST的化学改性方法很多，如下图所示为化学改性ST的主要方式及产品。  A：ST的氧化改性 ST在一定的介质中与氧化剂作用所得产品即为氧化ST。氧化结果除了苷键断裂外，还有限地引入醛基和羧基，使ST分子官能团发生变化，并部分解聚。 ST氧化改性常用的氧化剂有次氯酸盐、高碘酸盐、高锰酸盐、过氧化氢、过硫酸盐、重铬酸盐及硝酸等。采用不同的氧化剂及氧化工艺可以制得的氧化ST性能不同，这是因为氧化剂不同，淀粉的氧化机理不同。 氧化ST主要用作胶粘剂，应用于叠层纸、板纸裱糊和瓦楞纸的粘合。 B：ST的酯化改性 ST酯是ST分子上的羟基与无机酸或有机酸反应而生成的ST衍生物。酯化ST是变性ST中十分重要的一类，因其具有稳定性好、黏着力强、成膜性好等特点。 作为ST酯化剂的无机酸有硝酸、硫酸和磷酸，有机酸有醋酸、羧酸衍生物。 ST经过酯化改性以后，制得了改性ST填充的线性低密度聚乙烯体系，与未改性的ST填充体系相比，改性的填充体系在机械性能、流变性能、热稳定性能、微观形貌等方面都有了一定程度的改善。 C：ST的醚化改性 ST的醚化改性与ST的酯化改性在原理上是一致的，都是使ST的羟基发生化学反应，接上疏水链的烷基或烯基，从而改变原ST的亲水性，使改性后的ST具有更优良的性质。 醚化改性淀粉主要包括羟烷基ST、羧甲基ST、氰乙基ST等产品。 羟乙基ST制备原理 工业上生产的羟烷基ST主要是羟乙基ST和羟丙基ST。羟乙基ST制备原理如上图。羟乙基ST的突出优点是醚键的稳定性高，在水解、氧化、交联、羧基化等化学反应中醚键不会断裂，且受电解质和pH的影响小，故能在较宽pH值范围内使用。 羧甲基ST制备原理 羧甲基ST是工业上产量最大的ST醚，由ST与一氯乙酸在碱性条件下起醚化反应制得，所得产品是羧甲基钠盐，称为羧甲基ST（上图为羧甲基ST制备原理）。 羧甲基ST的制备方法分为干法、半干法、湿法、溶剂法四种。淀粉经醚化改性后，改善了热塑性能和机械性能，提高了热稳定性。 D：ST的接枝改性 接枝改性ST是ST与某些化学单体，在引发剂的作用下，通过接枝共聚反应得到的产物。
ST接枝共聚物是一类生物可降解的高分子材料：如ST与苯乙烯经挤出接枝反应后获得的生物可降解材料；聚乙烯醇(PVA)与木薯ST和纤维素共聚获得的生物可降解材料。 这类生物降解材料的生物降解性主要取决于ST的性状和添加量。 [1]周辉.淀粉基聚丙烯发泡材料的制备及性能研究.西江月,2013(9):348. [3]陈佰全,戴文利.PP/玉米淀粉复合材料的制备与性能研究.2011.4.27. 近年来，生物降解材料需求快速增长，产能迅速扩张。作为全国塑料生产消费大省，广东政策未来方向如何？业内前沿技术有哪些？《中国生物降解材料技术与应用论坛》将于2021年3月11日在广东佛山举行，邀请了相关部门领导和专家，与上下游产业代表深入探讨！扫码报名：
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