Plástico totalmente amiláceo refere-se principalmente ao amido termoplástico. O amido termoplástico foi desenvolvido com base no conceito de amido integral proposto no campo dos materiais degradáveis internacionais no final do século XX. Em plásticos totalmente amiláceos, os plásticos tradicionais à base de petróleo não são adicionados, o amido é o material principal, o teor de amido é alto e outros componentes adicionados podem ser degradados.
índice
1. Introdução
2 Artesanato
Introdução
O amido termoplástico é também conhecido como&amido não estruturado GG. A estrutura do amido é desordenada por um determinado método para torná-lo termoplástico. A molécula de amido é uma estrutura molecular polissacarídica e contém um grande número de grupos hidroxila. Devido às ligações de hidrogênio intermoleculares e intramoleculares, sua temperatura de fusão é maior e sua temperatura de decomposição é menor do que sua temperatura de fusão. Portanto, durante o processamento térmico, as moléculas de amido se decompõem primeiro sem derreter. Os métodos tradicionais de usinagem de plástico usam principalmente moldagem de processamento a quente, portanto, para fazer plásticos totalmente à base de amido, é necessário que o amido natural tenha propriedades termoplásticas. Esta termoplasticidade pode ser alcançada alterando a estrutura cristalina interna da molécula de amido. Ele quebra as ligações de hidrogênio intramoleculares e intermoleculares e interrompe a estrutura cristalina em dupla hélice da molécula de amido. Isso reduzirá a temperatura de fusão do amido e o tornará termoplástico.
Artesanato
O processo de preparação do amido termoplástico usa principalmente extrusão, injeção e moldagem, etc. O plastificante usado geralmente é água, glicerina e assim por diante. Van Soest, da Universidade de Utrecht, na Holanda, usou água como plastificante para estudar as propriedades mecânicas do amido termoplástico. A quantidade de água adicionada deve estar entre 5% e 15%. Abaixo de 5%, o material é muito quebradiço e não pode ser transportado. De acordo com a medição, quando a quantidade adicionada é de cerca de 15%, o material fica mais macio e mais difícil de formar. Quando o teor de água está entre 5% e 7%, o desempenho do material é semelhante ao de um material quebradiço e nenhum ponto de escoamento é observado. A Universidade de Manchester, Stepto et al. Utilizou água como plastificante para modificar o amido de batata e analisou suas propriedades mecânicas. Seus plastificantes foram adicionados em três níveis de 9,5%, 10,8% e 13,5%. Ao analisar a curva tensão-deformação, pode-se perceber que o módulo inicial da amostra está próximo do HDPE e do PP, que é 1,5MPa; o limite de escoamento da amostra é inversamente proporcional ao teor de plastificante, e o limite de escoamento da amostra é 68 N quando contém 9,5% de água / mm2, quando o teor de água aumenta para 13,5%, seu limite de escoamento cai para 42 N / mm2. Robbert, da Universidade de Groningen, na Holanda, usou glicerina como plastificante para analisar uma variedade de amidos diferentes. A temperatura de transição vítrea (Tg) do amido também tem efeito nas propriedades mecânicas da amostra. Quando a Tg é baixa, a resistência à tração, módulo, alongamento na ruptura e resistência ao impacto do experimento aumentam, enquanto o amido com alto teor de amilose tem uma Tg relativamente baixa. Portanto, quanto maior o teor de amilose no amido, mais macio é o produto de amido. De acordo com o experimento Robbert, a resistência à tração do milho ceroso com 25% de plastificante é próxima a 10 MPa, e o alongamento na ruptura é de 110%, que é o melhor desempenho abrangente entre os amidos selecionados. Yosbii, da Universidade de Pequim e do Instituto de Energia Atômica do Japão, estudou plásticos à base de amido com glicerina e polietilenoglicol como plastificantes sob irradiação de feixe de elétrons. Um filme à base de amido foi preparado com sucesso e foi descoberto que a irradiação pode causar reações químicas de várias moléculas componentes para formar uma estrutura de rede completa e aumentar as propriedades de tração do filme.
A partir da pesquisa acima, pode-se ver que o amido pode ser modificado para obter amido termoplástico, e o desempenho do amido termoplástico pode ser melhorado mudando o método de processamento e o tipo de plastificante.
Como o amido termoplástico tem as desvantagens de propriedades mecânicas pobres e forte absorção de água, os pesquisadores começaram a considerar o uso de fibra como um agente de reforço a ser adicionado à matriz de amido termoplástico para melhorar o desempenho do material. A fibra natural e o amido têm a mesma estrutura molecular de polissacarídeo. A mistura de fibra e amido termoplástico pode obter um melhor efeito de reforço.
Brasil' s Instituto de Química de San Carlos, Curvelo et al. Utilizou fibra de cauda gigante como agente de reforço para melhorar as propriedades mecânicas do amido termoplástico. Comparado com o amido termoplástico não reforçado, o amido termoplástico reforçado aumentou a resistência à tração em 100% e o módulo de elasticidade em 50%. E conclui-se que a absorção de água do material diminui com o aumento do teor de fibra.
Universidade de Budapeste da Hungria Gaspar et al. Adicionou celulose, hemicelulose e zeína ao amido de milho termoplástico usando glicerina como plastificante. Estudos descobriram que a hemicelulose e o amido termoplástico reforçado com zeína têm melhor resistência mecânica (10,4 MP e 11,5 MPa). O pesquisador brasileiro Guimarães e outros compararam o efeito fortalecedor da fibra da cana-de-açúcar e da fibra da banana sobre o amido termoplástico. Verificou-se que as propriedades de tração das amostras reforçadas foram significativamente aumentadas, e a adesão superficial da fibra de cana-de-açúcar e amido termoplástico foi melhor do que a da fibra de banana.
Prachayawarakorn e outros institutos de pesquisa do Royal Emperor Technical College de Rakabang, na Tailândia, realizaram um estudo sobre amido de arroz termoplástico reforçado com fibra de algodão. Verificou-se que após a adição da fibra de algodão, as propriedades de tração do material aumentaram e a absorção de água diminuiu. Em comparação, ao adicionar o mesmo teor (10%) de fibra de algodão ou polietileno de baixa densidade, as propriedades mecânicas, estabilidade térmica, absorção de água e biodegradabilidade das amostras adicionadas com fibra de algodão são superiores.
Sreekumar e outros da Universidade de Rouen, na França, estudaram o efeito da fibra de sisal na farinha de trigo termoplástica e descobriram que a fibra de sisal pode aumentar as propriedades de tração da farinha de trigo termoplástica, mas sua fluidez diminuirá.
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