Todo o plástico amido
O plástico todo-amido refere-se principalmente ao amido termoplástico. O amido termoplástico foi desenvolvido com base no conceito de amido todo proposto no campo dos materiais degradáveis internacionais no final do século XX. Em plásticos de amido, 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.
tabela de conteúdo
1 Introdução
2 Ofício
Introdução
Amido termoplástico também é conhecido como "amido não estruturado". A estrutura do amido é desordenada por um certo método para torná-la termoplástica. A molécula de amido é uma estrutura molecular de polissacarídeo e contém um grande número de grupos hidroxis. Devido às ligações de hidrogênio intermolecular e intramolecular, sua temperatura de fusão é mais alta, 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 plástica usam principalmente a moldagem quente, por isso, fazer plásticos de amido à base de amido requer amido natural para ter propriedades termoplásticas. Esta termoplasticidade pode ser alcançada alterando a estrutura cristalina interna da molécula de amido. Ele quebra as ligações de hidrogênio intramolecular e intermolecular, e interrompe a estrutura de cristal helicoidal duplo 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 plastificador utilizado é geralmente água, glicerina e assim por diante. Van Soest, da Universidade de Utrecht, na Holanda, usou água como plastificador para estudar as propriedades mecânicas do amido termoplástico. A quantidade de água adicionada deve ficar entre 5% e 15%. Abaixo de 5%, o material é muito frágil e não pode ser realizado. De acordo com a medida, quando a quantidade adicionada é de cerca de 15%, o material fica mais macio e é mais difícil de formar. Quando o teor de água está entre 5% e 7%, o desempenho do material é semelhante ao de um material frágil, e nenhum ponto de rendimento é observado. Universidade de Manchester, Stepto et al. Usou água como plastificador para modificar o amido de batata e analisou suas propriedades mecânicas. Seus plastificadores foram adicionados em três níveis de 9,5%, 10,8% e 13,5%. Analisando a curva de tensão, pode-se ver que o módulo inicial da amostra está próximo de HDPE e PP, que é de 1,5MPa; a força de rendimento da amostra é inversamente proporcional ao teor plastificador, e a força de rendimento da amostra é de 68 N quando contém 9,5% de água / mm2, quando o teor de água aumenta para 13,5%, sua força de rendimento cai para 42 N / mm2. Robbert da Universidade de Groningen, nos Países Baixos, usou glicerina como plastificante para analisar uma variedade de diferentes amidos. A temperatura de transição de vidro (Tg) do amido também tem um efeito sobre as propriedades mecânicas da amostra. Quando o Tg está baixo, a resistência à tração, o módulo, o alongamento no intervalo e a força de impacto do experimento aumentam, enquanto o amido com alto teor de amilose tem um Tg relativamente baixo. Portanto, quanto maior o teor de amilose em amido, mais macio o produto amido. De acordo com o experimento Robbert, a resistência à tração do milho ceroso com 25% de plastificador é próxima de 10 MPa, e o alongamento no intervalo 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 estudaram plásticos à base de amido com glicerina e polietileno glicol como plastificantes sob irradiação de feixe de elétrons. Um filme baseado em amido foi preparado com sucesso, e descobriu-se que a irradiação pode causar reações químicas de várias moléculas componentes para formar uma estrutura de rede completa e melhorar 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 alterando o método de processamento e o tipo de plastificador.
Como o amido termoplástico tem as desvantagens das más propriedades mecânicas e da forte absorção da água, os pesquisadores começaram a considerar o uso da fibra como agente de reforço a ser adicionado à matriz termoplástica do amido para melhorar o desempenho do material. Fibras naturais e amido têm a mesma estrutura molecular de polissacarídeo. Misturar fibra e amido termoplástico pode obter melhor efeito de reforço.
Instituto Brasileiro de Química de San Carlos, Curvelo et al. Usou fibra traseira gigante como agente de reforço para melhorar as propriedades mecânicas do amido termoplástico. Comparado com amido termoplástico não reforçado, o amido termoplástico reforçado aumentou a resistência à tração em 100% e o módulo elástico em 50%. E conclui-se que a absorção de água do material diminui com o aumento do teor de fibras.
Universidade de Budapeste da Hungria Gaspar et al. Adicionado celulose, hemicellulose e zein ao amido de milho termoplástico usando glicerina como plastificador. Estudos descobriram que o amido termoplástico reforçado com hemicellulose e zein-reforçado tem melhor resistência mecânica (10. 4 MP e 11. 5 MPa). O pesquisador brasileiro Guimarães e outros compararam o efeito de fortalecimento da fibra de cana-de-açúcar e da fibra de banana no amido termoplástico. Verificou-se que as propriedades de tração das amostras reforçadas foram significativamente melhoradas, e a adesão superficial da fibra de cana-de-açúcar e do amido termoplástico foi melhor do que a da fibra de banana.
Prachayawarakorn e outros institutos de pesquisa do Royal Emperor Technical College of Rakabang, na Tailândia, realizaram um estudo sobre amido de arroz termoplástico reforçado com fibra de algodão. Em comparação, ao adicionar o mesmo conteúdo (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 sisal na farinha de trigo termoplástico e descobriram que a fibra de sisal pode melhorar as propriedades de tração da farinha de trigo termoplástico, mas sua fluidez diminuirá.
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