Tout le plastique d'amidon
Le plastique tout amidon se réfère principalement à l'amidon thermoplastique. L'amidon thermoplastique a été développé sur la base du concept de tout amidon proposé dans le domaine des matériaux dégradables internationaux à la fin du 20e siècle. Dans les plastiques entièrement amylacés, les plastiques traditionnels à base de pétrole ne sont pas ajoutés, l'amidon est le matériau principal, la teneur en amidon est élevée et d'autres composants ajoutés peuvent être dégradés.
table des matières
1. Introduction
2 Artisanat
introduction
L'amidon thermoplastique est également connu sous le nom d'amidon non structuré&GG. La structure de l'amidon est désordonnée par une certaine méthode pour la rendre thermoplastique. La molécule d'amidon est une structure moléculaire polysaccharidique et contient un grand nombre de groupes hydroxyle. En raison des liaisons hydrogène intermoléculaires et intramoléculaires, sa température de fusion est plus élevée et sa température de décomposition est inférieure à sa température de fusion. Par conséquent, pendant le traitement thermique, les molécules d'amidon se décomposent d'abord sans fondre. Les méthodes traditionnelles d'usinage du plastique utilisent principalement le moulage par traitement à chaud, de sorte que pour fabriquer des plastiques à base d'amidon entièrement à base d'amidon, l'amidon naturel doit avoir des propriétés thermoplastiques. Cette thermoplasticité peut être obtenue en modifiant la structure cristalline interne de la molécule d'amidon. Il rompt les liaisons hydrogène intramoléculaires et intermoléculaires et perturbe la structure cristalline à double hélice de la molécule d'amidon. Cela réduira la température de fusion de l'amidon et le rendra thermoplastique.
Artisanat
Le processus de préparation de l'amidon thermoplastique utilise principalement l'extrusion, l'injection et le moulage, etc. Le plastifiant utilisé est généralement l'eau, la glycérine et ainsi de suite. Van Soest de l'Université d'Utrecht aux Pays-Bas a utilisé de l'eau comme plastifiant pour étudier les propriétés mécaniques de l'amidon thermoplastique. La quantité d'eau ajoutée doit être comprise entre 5% et 15%. En dessous de 5%, le matériau est très cassant et ne peut pas être réalisé. Selon la mesure, lorsque la quantité ajoutée est d'environ 15%, le matériau devient plus mou et il est plus difficile à former. Lorsque la teneur en eau est comprise entre 5% et 7%, les performances du matériau sont similaires à celles d'un matériau cassant, et aucune limite d'élasticité n'est observée. L'Université de Manchester, Stepto et al. Utilisation de l'eau comme plastifiant pour modifier la fécule de pomme de terre et analyse de ses propriétés mécaniques. Leurs plastifiants ont été ajoutés à trois niveaux de 9,5%, 10,8% et 13,5%. En analysant la courbe contrainte-déformation, on peut voir que le module initial de l'échantillon est proche du HDPE et du PP, qui est de 1,5 MPa; la limite d'élasticité de l'échantillon est inversement proportionnelle à la teneur en plastifiant, et la limite d'élasticité de l'échantillon est de 68 N lorsqu'il contient 9,5% d'eau / mm2, lorsque la teneur en eau augmente à 13,5%, sa limite d'élasticité chute à 42 N / mm2. Robbert de l'Université de Groningen aux Pays-Bas a utilisé la glycérine comme plastifiant pour analyser une variété d'amidons différents. La température de transition vitreuse (Tg) de l'amidon a également un effet sur les propriétés mécaniques de l'échantillon. Lorsque la Tg est faible, la résistance à la traction, le module, l'allongement à la rupture et la résistance aux chocs de l'expérience augmentent, tandis que l'amidon à haute teneur en amylose a une Tg relativement faible. Par conséquent, plus la teneur en amylose de l'amidon est élevée, plus l'amidon est doux. Selon l'expérience Robbert, la résistance à la traction du maïs cireux avec 25% de plastifiant est proche de 10 MPa, et l'allongement à la rupture est de 110%, ce qui est la meilleure performance globale parmi les amidons sélectionnés. Yosbii de l'Université de Pékin et de l'Institut japonais de l'énergie atomique a étudié les plastiques à base d'amidon avec de la glycérine et du polyéthylèneglycol comme plastifiants sous irradiation par faisceau d'électrons. Un film à base d'amidon a été préparé avec succès, et il a été constaté que l'irradiation peut provoquer des réactions chimiques de diverses molécules de composant pour former une structure de réseau complet et améliorer les propriétés de traction du film.
D'après les recherches ci-dessus, on peut voir que l'amidon peut être modifié pour obtenir de l'amidon thermoplastique, et les performances de l'amidon thermoplastique peuvent être améliorées en changeant le procédé de traitement et le type de plastifiant.
Parce que l'amidon thermoplastique a les inconvénients de mauvaises propriétés mécaniques et d'une forte absorption d'eau, les chercheurs ont commencé à envisager d'utiliser la fibre comme agent de renforcement à ajouter à la matrice d'amidon thermoplastique pour améliorer les performances du matériau. La fibre naturelle et l'amidon ont la même structure moléculaire polysaccharidique. Le mélange de fibres et d'amidon thermoplastique peut obtenir un meilleur effet de renforcement.
Brésil Institut de chimie San Carlos de GG, Curvelo et al. Utilisé une fibre de queue géante comme agent de renforcement pour améliorer les propriétés mécaniques de l'amidon thermoplastique. Par rapport à l'amidon thermoplastique non renforcé, l'amidon thermoplastique renforcé a augmenté la résistance à la traction de 100% et le module élastique de 50%. Et il est conclu que l'absorption d'eau du matériau diminue avec l'augmentation de la teneur en fibres.
Université de Budapest de Hongrie Gaspar et al. Ajout de cellulose, d'hémicellulose et de zéine à l'amidon de maïs thermoplastique en utilisant la glycérine comme plastifiant. Des études ont montré que l'hémicellulose et l'amidon thermoplastique renforcé de zéine ont une meilleure résistance mécanique (10, 4 MP et 11, 5 MPa). Le chercheur brésilien Guimaraes et d'autres ont comparé l'effet de renforcement de la fibre de canne à sucre et de la fibre de banane sur l'amidon thermoplastique. Il a été constaté que les propriétés de traction des échantillons renforcés étaient significativement améliorées et que l'adhérence de surface de la fibre de canne à sucre et de l'amidon thermoplastique était meilleure que celle de la fibre de banane.
Prachayawarakorn et d'autres instituts de recherche du Collège technique royal de l'empereur de Rakabang en Thaïlande ont mené une étude sur l'amidon de riz thermoplastique renforcé de fibres de coton. En comparaison, lors de l'ajout de la même teneur (10%) de fibre de coton ou de polyéthylène basse densité, les propriétés mécaniques, la stabilité thermique, l'absorption d'eau et la biodégradabilité des échantillons ajoutés avec la fibre de coton sont supérieures.
Sreekumar et d'autres de l'Université de Rouen en France ont étudié l'effet de la fibre de sisal sur la farine de blé thermoplastique et ont constaté que la fibre de sisal peut améliorer les propriétés de traction de la farine de blé thermoplastique, mais sa fluidité diminuera.
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