Page 14 - 《精细化工》2022年第8期
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垃圾不仅对生态系统和人们的身体健康造成严重威 冲材料得到了极大的推动，成为近些年的研究热点 。
胁，还极大浪费了不可再生资源，所以，解决“白 其中，淀粉基发泡材料作为替代石油基聚合物，是
色污染”问题刻不容缓。 最有前途的候选材料之一，具有巨大的发展潜力和
当前日益严重的环境危机和能源危机使“环境 广阔的市场前景。王会才等 [9-10] 、刘军军等 [11] 、周
保护”和“可持续发展”成为当今世界发展所必须 建等 [12] 分别从淀粉改性、制备以及发泡成型等角度
考虑的严峻问题。近几年，世界各国相继出台了“限 对淀粉基发泡材料进行了综述，但时间较为久远，
塑令”和“禁塑令”，以限制石油基塑料的使用 [5-7] 。 而且缺乏材料主要组分的相关研究。近 10 年来，国
基于此背景，为取代石油基塑料，开发、应用和推 内外很多科研工作者致力于淀粉基发泡材料的开
广绿色环保、可生物降解的新材料迫在眉睫。因此， 发，以解决石油基泡沫的污染问题 [13-14] 。
利用淀粉、纤维素、蛋白质、壳聚糖和聚乳酸等可 本文归纳总结淀粉基发泡材料制备及性能优化
生物降解的生物质材料及衍生物替代传统的石油基 的相关研究（见图 1），以期为淀粉基发泡材料的进
聚合物，制备性能优良、可生物降解的绿色包装缓 一步开发、应用及推广提供参考和思路。
图 1 淀粉基发泡材料制备及性能优化总览图
Fig. 1 Overview of the preparation and performance optimization of starch-based foaming materials
作为淀粉基发泡材料的主要原料，其种类和分子结
1 材料组分研究 构影响复合材料的结构与性能。孙旭 [19] 探究了不同
淀粉种类对淀粉基复合材料性能的影响，结果发现，
淀粉基发泡材料是以淀粉为主要原料，添加发
低结晶度的红薯淀粉拥有更广泛的无定形区，其浆
泡剂、成核剂、胶黏剂和增塑剂等其他助剂，通过
发泡成型工艺制备而成。为改善其性能，成本低、 料的流变性较高，在与碱化纤维混合的过程中可以
形成更多的氢键，结合性更好。因此，生物质缓冲
环保可降解的植物纤维通常作为增强材料应用于淀
粉基发泡材料的生产。淀粉基发泡材料的制备及性 材料体现出较好的机械性能。此外，还有很多学者
能与组分中每一种物质的特性息息相关，国内外学 通过大量的探究发现，由不同种类淀粉制备的淀粉基
者分别从不同角度对淀粉基发泡材料的主要组分展 发泡材料，其密度和压缩强度有很大差异。而且，淀
开了研究，为淀粉基发泡材料的制备和性能改善提 粉中直链与支链结构比例对生物降解淀粉基发泡材料
供了经验。 的性能也有影响 [20] 。高直链淀粉制备的淀粉基发泡材
1.1 淀粉 料的泡孔多以闭孔结构存在，而普通玉米淀粉制备
天然淀粉来源丰富、种类繁多，用于生产发泡 的材料是开孔结构且脆性较低 [21] 。然而，天然淀粉
材料的淀粉常见的有：木薯淀粉、玉米淀粉、马铃 具有水溶性差、易脱水缩合、老化回生等固有缺陷，
薯淀粉 [15] 、红薯淀粉 [16] ，还有一些不常见的淀粉，如 这在很大程度上限制了其作为环保可降解材料在市
西米淀粉 [17] 以及其他国家的本土农作物等 [18] 。淀粉 场上的推广应用。为了扩大淀粉的应用范围，对其
