Page 203 - 《精细化工》2023年第8期
P. 203
第 8 期 刘钰馨，等: 超声对不同粒径二氧化硅改性热塑性木薯淀粉的影响 ·1817·
SiO 2 试样的双螺旋结构最少，这是由于粒径 0.02 主要是直链淀粉通过单螺旋结构形成。经过超声作
µm SiO 2 经超声作用后能更均匀分散在淀粉基体 用后，TPS/SiO 2 复合材料仍是 A+V 晶型，但 2θ=18°
中，从而使得更多 SiO 2 与淀粉分子链上的羟基形 处衍射峰减弱，说明 A 晶型减少、V 晶型增加。但
成氢键，削弱了淀粉支链间的双螺旋结构。 添加不同粒径 SiO 2 的复合材料变化程度不同，添
2.7 晶型分析 加粒径 0.02 µm SiO 2 的 TPS/SiO 2 复合材料的变化
图 8 为超声前后 TPS/SiO 2 复合材料的 XRD 曲 幅度最大，这是由于粒径 0.02 µm SiO 2 经超声作用
线。2θ=18°附近峰对应 A 晶型，2θ=20°附近峰对应 后更多 SiO 2 与淀粉分子链上的羟基形成氢键，从
V 晶型。 而破坏了淀粉的双螺旋结构，这与前面的 FTIR 结
果相一致。
图 9 为超声作用下 TPS/SiO 2 复合材料回生过程
的结构变化示意图。图 9a 显示糊化状态下 TPS/SiO 2
复合材料中支链淀粉和直链淀粉处于卷曲状态。在
回生过程中，部分直链分子通过单螺旋结构形成有
序结构，而与淀粉、SiO 2 有氢键作用的直链，由于
运动受限仍处于卷曲无序状态（图 9b）；经过超声
作用后，超声作用破坏了淀粉分子与 SiO 2 、淀粉分
子链之间的氢键，使得支链发生断裂形成更多的直
链（图 9c） [19] 。经过超声作用后，更多的直链淀粉
图 8 超声作用前后 TPS/SiO 2 复合材料的 XRD 谱图 通过单螺旋结构形成有序结构（图 9d），有利于回
Fig. 8 XRD patterns of TPS/SiO 2 composites before and 生程度增加。超声作用主要通过机械效应、空化效
after ultrasonic treatment
应、热效应等影响淀粉分子链结构 [20] ，使得淀粉颗
从图 8 可发现，在 2θ=18°和 20°处出现明显衍 粒结构、氢键及双螺旋结构发生改变。因此，可通
射峰，说明 TPS/SiO 2 复合材料呈现 A+V 晶型 [18] 。A 过超声作用改变淀粉颗粒表面及内部结构，从而实
晶型主要是支链淀粉通过双螺旋结构形成，V 晶型 现对淀粉结构与性能的调控。
图 9 超声作用下 TPS/SiO 2 复合材料的结构变化示意图
Fig. 9 Schematic diagram of structural change of TPS/SiO 2 composites under ultrasonic treatment
