高支链淀粉纤维的离心纺制备及纤维成形机理研究

发布时间：2024-06-03 02:43

　　淀粉纤维作为一种重要的生物基纤维材料,其制备研究一直备受关注。然而,由于天然淀粉普遍具有高含量的支链,传统的熔体、干法和湿法甚至静电纺丝技术在天然淀粉的可纺性方面始终未能取得实质性的突破,这在很大程度上限制了淀粉纤维材料的开发和利用。基于此,本文以离心纺丝法为技术手段,制备高支链天然淀粉纤维,分析纤维的成形机理。为今后淀粉纤维的开发利用和其他支链型聚合物(或含有支链聚合物)的可纺性提供理论基础和实验依据。本论文研究的主要内容及其结果如下:(1)利用本课题组自制的离心纺丝装置,制备高直链玉米淀粉、天然玉米淀粉、蜡质玉米淀粉以及天然马铃薯淀粉纤维,分析支链淀粉对纤维可纺性的影响;探索纤维表面形貌的成形机理及其调控方法。可纺性结果表明:通过调控溶液浓度、喷嘴直径、转速以及收集距离并辅以热风作用,可实现直链淀粉含量77.87%的高直链玉米淀粉、支链淀粉含量分别为68.89%的天然玉米淀粉和73.35%的天然马铃薯淀粉纤维的制备,所得纤维为平均直径小于2μm的超细纤维,且直径分布范围小,具有良好的均匀性。淀粉溶液的临界缠结浓度c_e随支链淀粉含量的增加而降低,其中,支链淀粉含...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1不同种类淀粉粒SEM图：（a，b，c）天然玉米淀粉，（d，e，f）天然马铃薯淀粉

江理工大学博士学位论文高支链淀粉纤维的离心纺制备及纤维成机理研究ibeRio公司已实现产业化，http://fiberiotech.com/）。这些特性不仅为当下微纳米维的开发提供了又一可靠选择，也在很大程度上弥补了静电纺丝的不足。基于上述分析，本课题通过探索离心纺高支链天然....

图1.2直链淀粉(Amylose)和支链淀粉(Amylopectin)的结构

如（e）所示。导致淀粉粒形貌结构不同的原因主要是其生长环境，如，禾谷类淀粉通常在光照充分、温度温和的条件下形成，而薯类淀粉则在无照和相对湿冷的条件下形成。因此，谷类淀粉的颗粒结构大多与玉米淀粉类似，薯类淀粉的颗粒与马铃薯淀粉类似。此外，由（c）和（f）所示的高倍电镜图以看出，不同....

图1.3淀粉颗粒微观结构模型图：（a）淀粉颗粒的生长环，（b）半结晶生长环的晶体结构，（c）支链淀粉的团簇结构

博士学位论文高支链淀粉纤维的离心纺制备及纤维成树木年轮的结构-生长环（growthring），分为半结晶和无定形生140nm左右[28-30]。淀粉粒的生长环和淀粉粒的概念几乎在同通过光学显微镜、扫描电镜等表征手段对淀粉粒的生长环进行它们是淀粉粒中支链淀粉和直链淀粉的主....

图1.4投影在（a，b）平面上的淀粉晶体结构，其中，虚线表示氢键，●表示水分子：

如图1.4所示为A-型和B-型淀粉的结晶结构[34,35]，图中，虚线表示晶胞中的氢键作用，●表示晶胞中的水分子。A-型淀粉的晶体结构由单斜晶胞构成，每个晶胞含有4个水分子，如（a）所示[34]；B-型淀粉的晶体结构是由六边形晶胞构成的，

本文编号：3988051