泡沫包装材料趣谈一：生物质淀粉基泡沫

泡沫包装材料趣谈一：生物质淀粉基泡沫

石油基聚合物因其优异的性能，在包装领域代替了金属、陶瓷、玻璃、木材等传统材料，为人们的生产生活带来了极大地便利。目前，常用的石油基包装材料主要是由聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等材料制备的。

目前，泡沫包装材料多采用聚苯乙烯（PS）制备，并广泛应用于电子、精密设备等工业制品以及生活用品的包装。然而这些石油基泡沫包装材料的降解困难，部分用途已被国外限制使用。此外，这些泡沫包装材料的制备原料来源于石油，而石油是不可再生能源。随着人们开发利用日益减少，寻找新的材料替代石油基泡沫包装材料迫在眉睫。

生物质泡沫包装材料具有来源丰富、可再生和可降解等优点。因此，在包装领域采用生物质材料替代石油基材料成为了各国研究的热点。

本讲我们聊聊淀粉基泡沫。

淀粉的来源十分广泛，在自然界中的含量仅次于纤维素。若采用淀粉制备生物质泡沫包装材料，可很大程度缓解石油基材料的使用带来的环境危机。淀粉基泡沫具有成本低、可将降解等优点，但是淀粉基泡沫也有着强吸水性、机械强度低、热稳定性差等缺点。为了克服这些缺点，研究人员一般从以下3个方面对淀粉基泡沫包装材料进行研究：

1、采用各种类型的淀粉制备淀粉基泡沫包装材料，如木薯淀粉、小麦淀粉、西果淀粉和玉米淀粉等。大量探究淀粉种类对制备泡沫的影响发现，不同种类的淀粉对制备泡沫的性能有很大的影响，例如，不同种类的植物产生淀粉的直链淀粉和支链淀粉的比例不同，导致制备的淀粉泡沫的密度、弹性和压缩性能有很大的差异。直链淀粉的含量要超过 45%的植物淀粉制备的淀粉基泡沫性能优异。

2、为了提高淀粉基泡沫包装材料的机械性能及加工性能。研究学者一般从两个方面解决这个问题，一是往淀粉中添加增塑剂，例如，水和甘油，使得淀粉能够在温度低于分解温度的时候就能够热熔，从而大幅度提升淀粉的加工性能。二是在淀粉基泡沫中添加 CaCO3、滑石粉和 NaCl、CaCl2等填料，以增强淀粉基泡沫的机械性能。

3、为了解决淀粉基泡沫耐水性差的问题，研究通过向淀粉基泡沫中添加可降解聚酯类物质或者天然纤维方式对淀粉基泡沫进行改性，一般添加的聚酯类物质有聚乳酸（PLA）、聚 （ε- 己内酯）（PCL）、聚（羟基酯醚）（PHEE）、聚羟基丁酸 / 戊酸酯（PHBV）等，添加的天然纤维有玉米纤维、桉树纤维、牛皮纸浆纤维、甘蔗渣纤维等。

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