Many efforts have been made to develop biodegradable materials
based on starch due to environmental problems resulting
from petroleum-derived plastics. Starch is an important productive
polysaccharide in plants. Due to its low cost, availability as a renewable
resource, biodegradable and innocuous degradation products,
it has already been widely researched as an important raw material
for packaging, agricultural and biomedical applications.
The possibility of transforming native starch into a thermoplastic
starch (TPS) has gained considerable interest (Curvelo, Carvalho,
& Agnelli, 2001; Córdoba, Cuéllar, González, & Medina, 2008; Ma,
Yu, & Kennedy, 2005; Yang, Yu, &Ma, 2006). Starch is not a true thermoplastic
but in the presence of plasticizers at high temperature
and under shear, it can readily melt and flow, allowing for its use
as extruded or injected material, similar to most conventional synthetic
thermoplastic polymers (Forssell, Mikkilä, Moates, & Parker,
1997). Thermoplastic process involves the transformation of the
semi-crystalline starch granule into homogenous materials with
the destruction of hydrogen bonds between the macromolecules
under shear and pressure. In this process, plasticizer is added to
the native starch and blended thoroughly and then plasticized, new
hydrogen bonds between plasticizer and starch are formed synchronously
with the destruction of hydrogen bonds between starch
molecules; thus the starch is plasticized (Hulleman, Janssen, & Feil,1998). Plasticizers increase starch flexibility due to their ability to
reduce internal hydrogen bonding between polymer chains while
increasingmolecular space. Traditional plasticizers are polyols such
as glycerol, glycol, sorbitol, sugars and ethanolamine (Huang, Yu, &
Ma, 2005; Ma, Yu, & Wan, 2006; Róz, Carvalho, Gandini, & Curvelo,
2006; Teixeira, Róz, Carvalho, & Curvelo, 2007), but the main plasticizer
used in thermoplastic starch is glycerol (Curvelo et al., 2001;
Ma et al., 2005; Róz et al., 2006; Teixeira et al., 2007). The proportion
of plasticizer and its chemical nature strongly influence physical
properties of TPS (Róz et al., 2006; Ma et al., 2006; Huang et al.,
2005).
Starch from various sources has been studied as TPS, including
corn starch (Curvelo et al., 2001; Córdoba et al., 2008; Ma
et al., 2005; Róz et al., 2006), potato starch (Thuwall, Boldizar,
& Rigdahl, 2006), cassava starch (Müller, Laurindo, & Yamashita,
2009; Teixeira et al., 2007) and wheat starch (Rodriguez-Gonzalez,
Ramsay, & Favis, 2004). However, thermoplastic starch prepared
from rice starch (TPRS) has not yet been prepared. Rice is the
most widely consumed basic food in the world. Each year over
500 million tons of rice is harvested, providing sustenance to
many countries and people throughout the world. Rice starch and
its major component, amylose and amylopectin, are biopolymers,
which are attractive raw materials used in packaging materials.
Generally, TPS still has two main disadvantages, compared to
most plastics currently in use, i.e. poor mechanical properties and
high water solubility. One approach to increase mechanical properties
and reduce water absorption is that the use of natural fibers
to reinforce TPS (Curvelo et al., 2001; Ma et al., 2005; Müller et al.,
2009). It was reported that (Curvelo et al., 2001) tensile strength andmodulus of glycerol plasticized corn starch increased by the reinforcement
of Eucalyptus pulp. Winceyette fibers were also used
to reinforce corn starch plasticized by urea and formamide (Ma
et al., 2005). Another way to overcome these drawbacks of TPS
is to blend TPS with synthetic polymers (Pierre, Favis, Ramsay,
Ramsay, & Verhoogt, 1997). However, TPS and synthetic polymers
tend to separate from each other due to incompatible chemical
structures.
In this present article, we prepared TPS from rice starch and
modified the TPRS matrix by reinforcing either with natural cellulose
fibers, i.e. cotton fiber or with synthetic polymer, i.e. LDPE. In
the latter case, two different compatibilizers, i.e. maleic anhydridegrafted-polyethylene
(MAPE) and vinyltrimethoxy silane (VTMS)
were introduced into the TPRS/LDPE samples in order to improve
phase compatibility. The effect of cotton fiber, LDPE, MAPE and
VTMS contents on mechanical properties, determined from tensile
testing, of the TPRS was investigated. In addition, water absorption,
morphology, thermal stability and biodegradability of different
TPRS samples were examined using percentage weight change,
Scanning Electron Microscope (SEM), TG (Thermogravimetric Analyzer)
and soil burial test, respectively
หลายคนพยายามที่จะทำให้การพัฒนาวัสดุที่ย่อยสลายได้
ขึ้นอยู่กับแป้งเนื่องจากปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้น
จากพลาสติกจากปิโตรเลียม แป้งเป็นผลผลิตสำคัญ
polysaccharide ในพืช เนื่องจากต้นทุนต่ำของว่างเป็นทดแทน
ทรัพยากรย่อยสลายได้และผลิตภัณฑ์ย่อยสลายไม่มีอันตราย
ก็มีอยู่แล้วรับการวิจัยอย่างกว้างขวางว่าเป็นวัตถุดิบที่สำคัญ
สำหรับบรรจุภัณฑ์การเกษตรและการประยุกต์ใช้ชีวการแพทย์.
ความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแป้งเป็นเทอร์โม
สตาร์ช (TPS) ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก (Curvelo, วัลโญ่,
& Agnelli 2001; คอร์โดบา, Cuéllarอนซาเลซและเมดินา 2008; Ma,
Yu และเคนเนดี 2005 หยาง Yu & Ma, 2006) แป้งไม่ได้เป็นเทอร์โมจริง
แต่ในการปรากฏตัวของพลาสติกที่อุณหภูมิสูง
และอยู่ภายใต้แรงเฉือนก็พร้อมที่สามารถละลายและไหลเพื่อให้สามารถใช้งาน
เป็นวัสดุอัดหรือฉีดคล้ายกับการชุมนุมมากที่สุดสังเคราะห์
โพลีเมอเทอร์โม (Forssell, Mikkilä, Moates, และปาร์กเกอร์,
1997) เทอร์โมกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของ
กึ่งผลึกเม็ดแป้งเป็นวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันกับ
การทำลายของพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลที่
อยู่ภายใต้แรงเฉือนและความดัน ในขั้นตอนนี้พลาสติถูกเพิ่มลงใน
แป้งพื้นเมืองและปั่นให้ละเอียดแล้วพลาสติก, ใหม่
พันธะไฮโดรเจนระหว่างพลาสติและแป้งจะเกิดขึ้นพร้อม
กับการล่มสลายของพันธะไฮโดรเจนระหว่างแป้ง
โมเลกุล; จึงแป้งจะ plasticized (Hulleman, Janssen & Feil, 1998) Plasticizers เพิ่มความยืดหยุ่นแป้งเนื่องจากความสามารถของพวกเขาเพื่อ
ลดพันธะไฮโดรเจนภายในระหว่างโซ่พอลิเมอในขณะที่
พื้นที่ increasingmolecular พลาสติกแบบดั้งเดิมโพลีออลดังกล่าว
เป็นกลีเซอรีนไกลคอล, ซอร์บิทอ, น้ำตาลและ ethanolamine (Huang, Yu &
Ma 2005; มะยูและ Wan, 2006 Roz, วัลโญ่, Gandini และ Curvelo,
2006 Teixeira รอซ, วัลโญ่ และ Curvelo 2007) แต่พลาสติหลัก
ที่ใช้ในแป้งเทอร์โมเป็นกลีเซอรอล (Curvelo et al, 2001;.
Ma et al, 2005;. Roz et al, 2006;. Teixeira et al, 2007). สัดส่วน
ของพลาสติและลักษณะทางเคมีของมันยิ่งมีอิทธิพลต่อทางกายภาพ
คุณสมบัติของ TPS (Roz et al, 2006;.. แม่ et al, 2006;. Huang et al,,
2005).
สตาร์ชจากแหล่งต่าง ๆ ได้รับการศึกษาเป็น TPS รวมทั้ง
แป้งข้าวโพด (Curvelo et al, 2001;.. คอร์โดบา et al, 2008; Ma
. et al, 2005;. Roz et al, 2006), แป้งมันฝรั่ง (Thuwall, Boldizar,
& Rigdahl, 2006), แป้งมันสำปะหลัง (มุลเลอร์ Laurindo, และยามาชิตะ,
2009. Teixeira et al, 2007) และแป้งข้าวสาลี (Rodriguez อนซาเลซ,
Ramsay และ Favis, 2004) แต่แป้งเทอร์โมเตรียม
จากแป้งข้าวเจ้า (tprs) ยังไม่ได้รับการเตรียม ข้าวเป็น
อาหารพื้นฐานบริโภคกันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก ในแต่ละปีมากกว่า
500 ล้านตันของข้าวจะมีการเก็บเกี่ยวให้การดำรงชีวิตไป
หลายประเทศและผู้คนทั่วโลก แป้งข้าวและ
องค์ประกอบหลักของอะไมโลสโลเป็นพลาสติกชีวภาพ,
ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่น่าสนใจนำมาใช้ในวัสดุบรรจุภัณฑ์.
โดยทั่วไป TPS ยังคงมีสองข้อเสียที่สำคัญเมื่อเทียบกับ
พลาสติกส่วนใหญ่ที่ใช้ในปัจจุบันสมบัติเชิงกลยากจน IE และ
สามารถในการละลายน้ำสูง วิธีการหนึ่งที่จะเพิ่มคุณสมบัติทางกล
และลดการดูดซึมน้ำคือว่าการใช้เส้นใยธรรมชาติ
เพื่อเสริมสร้าง TPS (Curvelo et al, 2001; Ma. et al, 2005;. Müller, et al.,
2009) มีรายงานว่า (Curvelo et al., 2001) ความต้านทานแรงดึง andmodulus กลีเซอรอล plasticized แป้งข้าวโพดเพิ่มขึ้นโดยการเสริมแรง
ของเยื่อยูคาลิป เส้นใย Winceyette ยังถูกนำมาใช้
เพื่อเสริมสร้างแป้งข้าวโพด plasticized โดยยูเรียและ formamide (MA
et al., 2005) วิธีที่จะเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้ของ TPS อีก
คือการผสมผสาน TPS กับโพลิเมอร์สังเคราะห์ (ปิแอร์ Favis, Ramsay,
Ramsay และ Verhoogt, 1997) อย่างไรก็ตาม TPS และโพลิเมอร์สังเคราะห์
มีแนวโน้มที่จะแยกออกจากกันเนื่องจากสารเคมีที่เข้ากันไม่ได้
โครงสร้าง.
ในบทความปัจจุบันนี้เราเตรียม TPS จากแป้งข้าวและ
การแก้ไขเมทริกซ์ tprs โดยเสริมทั้งที่มีเซลลูโลสธรรมชาติ
เส้นใยเช่นใยฝ้ายหรือโพลิเมอร์สังเคราะห์ คือ LDPE ใน
กรณีหลังทั้งสองเข้ากันที่แตกต่างกันเช่นอัตราส่วน anhydridegrafted-เอทิลีน
(MAPE) และไซเลน vinyltrimethoxy (VTMS)
ถูกนำเข้าสู่ตัวอย่าง tprs / LDPE ในเพื่อที่จะปรับปรุง
การทำงานร่วมกันขั้นตอน ผลของใยฝ้าย, LDPE, MAPE และ
VTMS เนื้อหาเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกลกำหนดจากแรงดึง
ทดสอบของ tprs ถูกตรวจสอบ นอกจากนี้ยังมีการดูดซึมน้ำ
สัณฐานเสถียรภาพทางความร้อนและย่อยสลายทางชีวภาพที่แตกต่างกัน
ตัวอย่าง tprs ถูกตรวจสอบโดยใช้การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักร้อยละ
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM), TG (Thermogravimetric วิเคราะห์)
และการทดสอบการฝังดินตามลำดับ
การแปล กรุณารอสักครู่..

มีความพยายามที่จะพัฒนาวัสดุที่ย่อยสลายได้จากปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากแป้งจากปิโตรเลียมและพลาสติก ที่สำคัญคือการผลิตแป้งสารในพืช เนื่องจากราคาต่ำ ใช้งานเป็นพลังงานหมุนเวียนทรัพยากรและผลิตภัณฑ์ย่อยสลายได้ ไม่การย่อยสลายมันได้ถูกวิจัยอย่างกว้างขวางใช้เป็นวัตถุดิบสำคัญสำหรับบรรจุภัณฑ์ทางการเกษตรและการประยุกต์ใช้ชีวการแพทย์ .ความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแป้งเป็นเทอร์โมพลาสติกแป้ง ( TPS ) ได้รับความสนใจมาก ( curvelo คาร์วัลโญ่ , ,& กเนลลิ , 2001 ; กอร์โดบา , Cu é llar . kgm gonz lez , และ Medina , 2008 ; แม่ยู แอนด์ เคนเนดี้ , 2005 ; หยาง หยู และ MA , 2006 ) แป้งไม่ได้จริง :แต่ในการแสดงตนของพลาสติกที่อุณหภูมิสูงและภายใต้แรงเฉือน มันพร้อมที่จะละลายและไหล ให้มันใช้ที่อัดหรือฉีดวัสดุใกล้เคียงปกติมากที่สุด สังเคราะห์พอลิเมอร์เทอร์โม ( เ ฟอร์ ซลล์ mikkil และ moates , , , และปาร์คเกอร์1997 ) กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของเทอร์โมพลาสติกกึ่งผลึกเม็ดแป้งเป็นวัสดุเนื้อเดียวกันกับการทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลของไฮโดรเจนภายใต้แรงเฉือนและความดัน ในกระบวนการนี้ คือ เป็นสารพลาสติไซเซอร์แป้งพื้นเมืองและผสมอย่างทั่วถึงแล้ว plasticized , ใหม่พันธะไฮโดรเจนระหว่างพลาสติไซเซอร์และรูปแบบ synchronously แป้งด้วยการทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างแป้งโมเลกุล ดังนั้นแป้ง plasticized ( hulleman แจนเซน และ feil , 1998 ) พลาสติกเพิ่มแป้ง เนื่องจากความสามารถในการยืดหยุ่นลดการเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างโซ่พอลิเมอร์ ในขณะที่increasingmolecular อวกาศ พลาสติกแบบดั้งเดิมเป็นเกาะ เช่นเป็นกลีเซอรอลสารซอร์บิทอล น้ำตาลและคัดเลือก ( หวง ยู และมา , 2005 ; หม่า ยู และ วาน , 2006 ; Z R ó Gandini & curvelo คาร์วัลโญ่ , , ,2006 ; TEIXEIRA R ó Z , คาร์วัลโญ่ และ curvelo , 2007 ) แต่หลักของพลาสติไซเซอร์ใช้เทอร์โมแป้งเป็นกลีเซอรอล ( curvelo et al . , 2001ma et al . , 2005 ; R ó Z et al . , 2006 ; TEIXEIRA et al . , 2007 ) สัดส่วนของพลาสติไซเซอร์และธรรมชาติทางเคมีของอิทธิพลอย่างยิ่งต่อร่างกายคุณสมบัติของ TPS ( R ó Z et al . , 2006 ; ma et al . , 2006 ; Huang et al . ,2005 )แป้งจากแหล่งต่าง ๆได้ศึกษาเป็น TPS , รวมทั้งแป้งข้าวโพด ( curvelo et al . , 2001 ; กอร์โดบา et al . , 2008 ; มาet al . , 2005 ; R ó Z et al . , 2006 ) แป้งมัน ( thuwall boldizar , ,& rigdahl , 2006 ) , แป้งมันสำปะหลัง ( M ü ller ลอรินโด้ และ ยามาชิตะ , ,2009 ; TEIXEIRA et al . , 2007 ) และข้าวสาลีแป้ง ( Rodriguez Gonzalez ,แรมเซย์และ Favis , 2004 ) อย่างไรก็ตาม แป้งเทอร์โมพลาสติกที่เตรียมไว้จากข้าวแป้ง ( tprs ) ยังไม่ได้เตรียม ข้าว คือพื้นฐานอาหารบริโภคอย่างกว้างขวางมากที่สุดในโลก ในแต่ละปีมากกว่า500 ล้านตันของข้าวที่เก็บเกี่ยวได้ การให้อาหารแก่หลายประเทศ และคนทั่วโลก ข้าว แป้ง และส่วนประกอบหลักของโลสและอะมิโลเพคติน , โปรตีน ,ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่น่าสนใจใช้ในวัสดุบรรจุภัณฑ์โดยทั่วไปแล้ว TPS ยังสองข้อเสียหลัก เมื่อเทียบกับพลาสติกส่วนใหญ่ที่ใช้ในปัจจุบัน คือ คนจน และสมบัติเชิงกลการดูดซึมน้ำสูง วิธีการหนึ่งเพื่อเพิ่มสมบัติทางกลและลดการดูดซึมน้ำ คือ การใช้เส้นใยธรรมชาติเพื่อเสริมสร้าง TPS ( curvelo et al . , 2001 ; ma et al . , 2005 ; M ü ller et al . ,2009 ) มีรายงานว่า ( curvelo et al . , 2001 ) andmodulus แรงดึงของกลีเซอรอล plasticized แป้งข้าวโพดเพิ่มขึ้น โดยเสริมเยื่อยูคาลิปตัส เส้นใยวิทเซเย็ทยังใช้เพื่อเสริมสร้างแป้งข้าวโพด plasticized ด้วยยูเรียและฟอร์มาไมด์ ( มาet al . , 2005 ) อีกวิธีหนึ่งที่จะเอาชนะข้อด้อยของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้คือการผสมผสาน TPS กับโพลิเมอร์สังเคราะห์ ( ปิแอร์ Favis Ramsay , ,แรมเซย์และ verhoogt , 1997 ) อย่างไรก็ตาม , TPS และพอลิเมอร์สังเคราะห์มักจะแยกต่างหากจากแต่ละอื่น ๆ เนื่องจากสารเคมีที่เข้ากันไม่ได้โครงสร้างในบทความชิ้นนี้ เราเตรียม TPS จากข้าวแป้งแก้ไข tprs เมทริกซ์โดยการเสริมให้กับเซลลูโลสธรรมชาติเส้นใย ได้แก่ เส้นใยฝ้าย หรือพอลิเมอร์สังเคราะห์ได้แก่ LDPE . ในในกรณีหลัง สองตัวที่แตกต่างกัน เช่น อิก anhydridegrafted โพลีเอททีลีน( MAPE ) และ vinyltrimethoxy ไซเลน ( vtms )ถูกแนะนำใน tprs / LDPE ตัวอย่างเพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้ของวัฏภาค ผลของเส้นใยฝ้าย , LDPE , MAPE และเนื้อหา vtms ต่อคุณสมบัติทางกลที่กำหนดจากแรงดึงการทดสอบของ tprs ถูกตรวจสอบ นอกจากนี้ การดูดซึมน้ำการศึกษาความเสถียรเชิงความร้อนและย่อยสลายทางชีวภาพของต่าง ๆตัวอย่าง tprs ทดสอบโดยใช้การเปลี่ยนแปลงน้ำหนัก ร้อยละกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ( SEM ) , TG ( วิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมตริก )แล้วฝังดิน ตามลำดับ
การแปล กรุณารอสักครู่..
