すべてのでんぷんプラスチック
オールスターチプラスチックとは、主に熱可塑性デンプンを指します。熱可塑性澱粉は、20世紀後半に国際的な分解性材料の分野で提案されたオールスターチの概念に基づいて開発されました。オールデンプンプラスチックでは、従来の石油ベースのプラスチックは追加されません。デンプンが主な材料であり、デンプンの含有量が高く、他の追加されたコンポーネントが劣化する可能性があります。
目次
1はじめに
2クラフト
前書き
熱可塑性デンプンはGG quot;非構造化デンプンGG quot;としても知られています。デンプンの構造は、それを熱可塑性にする特定の方法によって無秩序です。デンプン分子は多糖類の分子構造であり、多数のヒドロキシル基を含んでいます。分子間および分子内水素結合により、その融解温度は高く、その分解温度はその融解温度よりも低くなります。したがって、熱処理中、デンプン分子はまず溶解せずに分解します。従来のプラスチック機械加工方法は、主に熱間加工成形を使用するため、デンプンベースの全デンプンプラスチックを製造するには、天然デンプンに熱可塑性が必要です。この熱可塑性は、デンプン分子の内部結晶構造を変化させることによって達成できます。分子内および分子間水素結合を破壊し、デンプン分子の二重らせん結晶構造を破壊します。これにより、デンプンの溶融温度が下がり、熱可塑性になります。
職人技
熱可塑性デンプンの製造プロセスは、主に押出、射出、成形などを使用します。使用される可塑剤は、一般に水、グリセリンなどです。オランダのユトレヒト大学のヴァンゾーストは、可塑剤として水を使用して熱可塑性デンプンの機械的特性を研究しました。加える水の量は5％から15％の間でなければなりません。 5％未満では、材料は非常に脆く、実行できません。測定によれば、添加量が１５％程度になると、素材が柔らかくなり、成形しにくくなる。含水率が5％から7％の間の場合、材料の性能は脆性材料のそれに似ており、降伏点は観察されません。マンチェスター大学、Stepto et al。ジャガイモデンプンを加工するために可塑剤として水を使用し、その機械的特性を分析しました。それらの可塑剤は、9.5％、10.8％、および13.5％の3つのレベルで追加されました。応力-ひずみ曲線を分析することにより、サンプルの初期弾性率がHDPEおよびPP、つまり1.5MPaに近いことがわかります。サンプルの降伏強さは可塑剤の含有量に反比例し、サンプルの降伏強さは、水が9.5％/ mm2の場合は68 N、含水率が13.5％に増加すると降伏強度は42 N /に低下します。 mm2。オランダのフローニンゲン大学のロバートは、グリセリンを可塑剤として使用して、さまざまなデンプンを分析しました。デンプンのガラス転移温度（Tg）もサンプルの機械的特性に影響を与えます。 Tgが低い場合、実験の引張強度、弾性率、破断時の伸び、および衝撃強度が増加しますが、アミロース含有量の高いデンプンのTgは比較的低くなります。したがって、デンプンのアミロース含有量が高いほど、デンプン製品は柔らかくなります。ロバートの実験によると、可塑剤が25％のワキシーコーンの引張強度は10 MPaに近く、破断点伸びは110％で、これは選択したデンプンの中で最も優れた総合的な性能です。北京大学と日本原子力研究所のYosbiiは、電子ビーム照射下で可塑剤としてグリセリンとポリエチレングリコールを含むデンプンベースのプラスチックを研究しました。デンプンベースのフィルムが首尾よく準備され、照射が様々な成分分子の化学反応を引き起こして、完全なネットワーク構造を形成し、フィルムの引張特性を高めることができることがわかった。
以上の研究から、澱粉を加工して熱可塑性澱粉を得ることができ、加工方法や可塑剤の種類を変えることで熱可塑性澱粉の性能を向上できることがわかる。
熱可塑性デンプンには機械的特性が低く、吸水率が高いという欠点があるため、熱可塑性デンプンマトリックスに繊維を添加して、材料の性能を向上させることを検討しています。天然繊維と澱粉は同じ多糖分子構造を持っています。繊維と熱可塑性デンプンをブレンドすると、補強効果が向上します。
ブラジルGG＃39;のサンカルロス化学研究所、クルベロ他熱可塑性澱粉の機械的性質を改善するための補強剤として巨大な尾部繊維を使用しました。非強化熱可塑性デンプンと比較して、強化熱可塑性デンプンは引張強度が100％、弾性率が50％増加しています。そして、材料の吸水率は繊維含有量の増加とともに減少すると結論付けられます。
ハンガリーのブダペスト大学ガスパーら。可塑剤としてグリセリンを使用して、熱可塑性コーンスターチにセルロース、ヘミセルロース、ゼインを追加しました。研究により、ヘミセルロースとゼイン強化熱可塑性デンプンの機械的強度が優れていることがわかっています（10.4 MPaおよび11.5 MPa）。ブラジルの研究者ギマランイスと他の人々は、サトウキビ繊維とバナナ繊維の熱可塑性デンプンに対する強化効果を比較しました。強化サンプルの引張特性が大幅に向上し、サトウキビ繊維と熱可塑性デンプンの表面接着がバナナ繊維よりも優れていることがわかりました。
PrachayawarakornおよびタイのRakabangのRoyal Emperor Technical Collegeの他の研究所は、綿繊維強化熱可塑性米デンプンに関する研究を実施しました。比較すると、同じ含有量（10％）の綿繊維または低密度ポリエチレンを添加すると、綿繊維を添加したサンプルの機械的特性、熱安定性、吸水率、および生分解性が優れています。
フランスのルーアン大学のSreekumarらは、サイザル繊維が熱可塑性小麦粉に及ぼす影響を調査し、サイザル繊維が熱可塑性小麦粉の引張特性を高めることができるが、その流動性が低下することを発見しました。
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