塑化淀粉分子结构变化对生物质复合材料力学性能的影响

植物纤维与淀粉结合制得用于包装领域的新型植物纤维淀粉基生物质复合材料，淀粉塑化改善了植物纤维淀粉基生物质复合材料制品性能。为揭示塑化过程促使淀粉理化性能发生变化的深层机制，对塑化后淀粉的分子结构变化展开研究。利用红外光谱分析（FT-IR）和X射线衍射分析（XRD）对热塑性淀粉内部分子之间的氢键变化和结晶度进行分析表征，以研究塑化过程中淀粉分子官能团以及结晶结构的变化，结果表明：塑化过程中淀粉结晶结构发生变化，结晶区A型结晶遭到破坏；塑化剂与淀粉分子中的羟基之间形成了新的氢键，淀粉分子羟基官能团被削弱。力学性能测试表明，塑化使淀粉分子结构发生变化后，由其制备的植物纤维淀粉基生物质复合材料的抗拉、抗压强度得到明显提升，防水性得到改善。淀粉结晶区被打破，无定形区增多，淀粉更加紧密地附着在植物纤维表面，因此复合材料的抗拉等力学性能得到了明显提升。防水性得到提高的原因在于塑化后淀粉链中亲水的羟基被削弱，淀粉的红外光谱分析中塑化淀粉的羟基伸缩振动峰减弱验证了此结论。