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毕业论文开题报告学 生 王 川 指导教师 陈丽萍 杨 亮 班 级 10级纺织班 职 称 副教授 系 主 任 崔萍 主管院长 杨萍 机电工程学院 2014年 03 月 淀粉/ 聚乙烯醇多孔复合凝胶溶胀性能研究 一、 文献综述1.1 淀粉概述：1.1.1（1）淀粉的物理性质：淀粉是以葡萄糖为单位构成的多糖，在餐饮业又称芡粉，通式是(C6H10O5)n，水解到二糖阶段为麦芽糖，化学式是C12H22O11，完全水解后得到单糖（葡萄糖），化学式是C6H12O6。淀粉是一种多羟基化合物，每个葡萄糖单元上均含有三个羟基。分子链通过羟基相互作用形成分子间和分子内氢键，因此淀粉具有很强的吸水性。淀粉与水分子相互结合，从而形成颗粒状结构，因此淀粉具有亲水性，但不溶于水，从而大量存在于植物体中。淀粉还是一种高度结晶化合物，分子间的氢键作用力很强，淀粉的糖苷键在150时则开始发生断裂，因此其熔融温度要高于分解温度。 （2）淀粉分直链淀粉和支链淀粉两类：直链淀粉含几百个葡萄糖单元，在天然淀粉中直链的占20%26%，它是可溶性的，其余的则为支链淀粉，为无分支的螺旋结构；支链淀粉含几千个葡萄糖单元，以24-30个葡萄糖残基以-1,4-糖苷键首尾相连而成，在支链处为-1,6-糖苷键。直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色。这并非是淀粉与碘发生了化学反应，产生相互作用，而是淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子，通过范德华力，两者形成一种蓝黑色错合物。实验证明，单独的碘分子不能使淀粉变蓝，实际上使淀粉变蓝的是碘分子离子(I3-)。淀粉是植物体中贮存的养分，贮存在种子和块茎中，各类植物中的淀粉含量都较高。大米中含淀粉62%86%，麦子中含淀粉57%75%，玉蜀黍中含淀粉65%72%，马铃薯中则含淀粉超过90%。淀粉是食物的重要组成部分，咀嚼米饭等时感到有些甜味，这是因为唾液中的唾液淀粉酶将淀粉水解成了二糖-麦芽糖。食物进入小肠后，还能被胰腺分泌出来的唾液淀粉酶和肠液水解，形成的葡萄糖（单糖）被小肠绒毛吸收，成为人体组织器官的营养物。支链淀粉部分水解可产生称为糊精的混合物。糊精主要用作食品添加剂、胶水、浆糊，并用于纸张和纺织品的制造(精整)等。淀粉燃点约为380。淀粉不仅在烹调、调味中发挥着积极的重要作用，而且营养价位也很丰富。人类膳食中最为丰富的碳水化合物就是淀粉。直链淀粉是能够溶解于热水的可溶性淀粉;支链淀粉只能在热水中膨胀，不溶于热水。淀粉不溶于冷水.但和水共同加热至沸点，就会形成糊浆状。俗称浆糊，这又叫淀粉的糊。这种浆糊遇冷水产生胶凝作用，淀粉制品粉丝、粉皮就是利用淀粉这一性质制成的。烹调中的勾芡，也是利用了淀粉的糊化作用，使菜肴包汁均匀。当淀粉经稀释处理后，最初形成可变性淀粉.然后即形成能溶于水的糊精。淀粉在高温(180一200)下也可以生成糊精，呈黄色。 （3）淀粉的用途：淀粉除食用外，工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖、酒精等，也用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制等。例在造纸业中的种用途：打浆机上胶，在薄纸成形之前，将纤维组织凝结在一起；桶上胶，浸透稀胶液，预形成薄纸；轧光机上胶，上光整修；在纺织工业中的用途：淀粉主要是用于棉纱、毛织物和纺人造丝织物的上浆，经纱上浆就是将沿纺织机纵向运动的纱线浸渍在一个装有淀粉糊的热锅内，从浴锅出来，经上浆后的纱线在一个热滚筒内迸行干燥制待，经纱上浆的作用就是将纬线表面的一些疏松的纤维紧紧地粘结，以增强和保持经纱在编织时的耐摩性和纱线的强度。1.1.2 （1）变性淀粉分类，根据变性反应机理，淀粉变性所得产物可分为淀粉分解产物、淀粉衍生物和交联淀粉三大类。淀粉分解产物包括各种酸解、酶解、氧化、高温降解产物，如各种糊精、淀粉和氧化淀粉。淀粉衍生物是淀粉分子中羟基被各种官能团取代后所得产物，如羧甲基淀粉、羟甲基淀粉、阳离子淀粉等。醚类键或二酯键，使两个以上淀粉分子之间“架桥”在一起而得交联淀粉，如磷酸二淀粉酯、乙酰化二淀粉磷酸酯及羟丙基甘油双淀粉等。淀粉按处理方式不同可分为以下几类：（1）物理变性淀粉：包括预糊化淀粉、油脂变性淀粉、烟熏变性淀粉、挤压变性淀粉、金属离子变性淀粉、超高压辐射变性淀粉等。（2）化学变性淀粉：极限糊精、酸变性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、交联淀粉、阳离子淀粉、淀粉接枝共聚物等。（3）酶法变性淀粉：抗消化淀粉、糊精等。（4）天然变性淀粉：应用遗传技术和精选技术，培育出具有特殊用途的变性淀粉。 （2）变性淀粉的应用（1）增稠稳定作用，原淀粉在高温、高速搅拌，泵及管道输送所产生剪切力或低pH 环境中，淀粉分子易解聚使糊粘度降低，失去增稠作用。原淀粉糊易老化凝沉，冻融稳定性差而使产品质量不稳定，影响产品保质期。变性淀粉分子含有许多醇羟基或羧基等亲水性基团，能与水发生水化作用。羟丙基、羧甲基、磷酸根和醋酸根等基团引入，削弱原淀粉分子间氢键作用，使水化作用增强，因此大多数变性淀粉能在水中甚至于冷水中膨胀并形成均匀透明糊液，糊液粘度大、且稳定性好，因而具有良好增稠性能。同样是由于上述官能团引人阻碍淀粉分子间氢键缩合脱水作用，而使其在室温和低温保藏中不回生，可避免食品凝沉，从而提高食品在室温和低温保藏过程中稳定性。另外，酸性基团引人和强的化学键缔合作用，使变性淀粉在高温、高剪切力和低pH 值条件下能保持较高粘度稳定性。如生产挂面时，添加小麦淀粉磷酸酯，就能使面筋与淀粉、淀粉与淀粉之间更好结合，形成组织细密、粘弹性良好面团，改善产品质量。在木薯粉丝中添加小麦淀粉磷酸酯后，可增加粉丝韧性和抗力，提高成品率，且色泽增白增亮，口感爽滑有咬头，耐煮不粘条，煮后不混汤，冷却后放置10 h 仍不粘连。另外，淀粉磷酸酯用于火腿肠等食品，增强冻融稳定性，可使火腿肠在低温冷藏时也无水分析出。（2）乳化作用乳化剂是一种表面活性剂，其分子中需含亲水基团和亲油基团。乳化剂能使食品体系形成均匀稳定的分散体或乳化体，从而改善食品组织结构、口感和外观，使食品色、香、味、形构成一个和谐体，以提高食品质量和保存性质。食用变性淀粉中具有乳化作用的有羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯钠、辛烯基琥珀酸淀粉酯及各环状糊精等。其中羧甲基淀粉和淀粉磷酸酯钠是高分子电解质，具有一定表面活性，可作为特低脂质冰淇淋增稠乳化剂使用；辛烯基琥珀酸淀粉酯具有亲油和亲水基团，是一种表面活性剂，可用作香精、香料、维生素和油脂的乳化剂，提高它们在饮料中稳定性，便于饮料色和味稳定性。 环状糊精作为食品乳化剂不同于常用食品表面活性剂，它内部空腔疏水，外部空腔亲水，且有很强粘性，可用于制造惯奶油、调味油、奶酪和冰淇淋，以增强稳定性。（3）胶凝作用用作食品胶凝剂的变性淀粉主要有交联淀粉、酸解淀粉和氧化淀粉。用淀粉磷酸双酯代替昂贵明胶生产果冻，其凝胶结构、质地口感与明胶产品没有差别，长时间放置后也不产生老化现象。淀粉磷酸双酯用于冰淇淋生产，冰淇淋膨胀率与用明胶时相当，其它感官性质也相似，使用淀粉磷酸双酯时可缩短老化时间，从而缩短生产周期。另外，食品工业用酸解淀粉和氧化淀粉生产牛皮糖等糖果，可制得强度高的凝胶软糖，口感性好。用酸变性淀粉生产奶糖不粘牙、不粘纸、耐口嚼、富弹性，能在长时间内保持产品稳定性。用氧化淀粉代替阿拉伯胶生产胶姆糖等糖果，可大大延长产品存放期。1.2聚乙烯醇概述：1.2.1（1）聚乙烯醇的物理性质：聚乙烯醇为白色或微带黄色粉末或粒状,密度1.27 -1.31。折射率(n25D )1.49-1.53。热稳定性:在100- 140 时稳定;高于150时慢慢变色,在170-200时分子间脱水, 高于250时分子内脱水,颜色很深,不溶解;玻璃化温度65 -87, 无定形聚乙烯醉玻璃化温度一般为70-80。比热(卡/ 克)0.4。与强酸作用,溶解或分解。与强碱作用,变软或溶解。与弱酸作用,变软或溶解。对矿物油、脂肪、烃类、醉、醋、酮二硫化碳等具有良好的耐浸蚀性。分子量越低,水溶性越好。依水解度不同,产物溶于水或仅能溶胀。透气性很小,除水蒸汽和氨外, 氢、氮、氧、二氧化碳等气体透过率很低。高水解度的聚乙烯醇膜在2 5下,对氧的透气性几乎为零,二氧化碳的透气性仅为0.2g/ ,不吸收声音,能很正确地传声。根据聚合度和醇解度的不同, 聚乙烯醇可分为许多类。工业产品按聚合度分,低聚合度在20,4%水溶液,粘度为510-PaS;中聚合度粘度为(2 0 -3 0)10-PaS ; 高聚合度粘度为(40 -5 0)10-PaS 。根据醇解度分,有8 2、8 6 、8 8、90、9 7、9 8、99、l00 (摩尔,%)等,大于98者称完全醇解型,其余均为部分醇解型,随着醇解度的加大,其在水中的溶解度明显下降,醇解度为8时水溶性最好。最普遍的产品规格是17 -88和17-99两种型号,其中17表示平均聚合度为1700-1800。1.2.2 聚乙烯醇的用途：由于PVA具有强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性、耐水性等特点,被广泛地应用于纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、农业、高分子化工等行业。 （1）在工业上的主要应用包括: 纤维用，聚乙烯纤维在化纤行业又称为维纶,是一种很有价值的功能性差别化纤维,可用于制造无捻毛巾、织袜和渔网等产品； 建筑业中的应用，高强度PVA纤维现已被用于水泥板、下水道、停车场等建筑物中混凝土的加强,也可用于水泥和玻璃纤维的替代物,同时还广泛地用于建筑涂料、耐油涂料、底漆、带锈底漆、水基铸型涂料等；高分子材料中的应用，聚乙烯醇可应用于生产接枝共聚物,也可用于成像材料、印刷油墨、涂料、胶粘剂等方面的感光树脂,同时可用于高分子催化剂、作为医疗检测用的功能电极、餐巾、尿布等高吸水性树脂、半透膜、分解性高分子等产品。食品业中的应用由PVA和淀粉混合得到的高分子塑料合金,可被生物降解,可用于食品保冷保鲜、包装食品的薄膜、农用水溶性薄膜、容器及一次性消费用品等,其废弃物对环境无污染,故而PVA薄膜已被列入中国塑料包装材料“十五大”发展规划中。 （2）在医疗上的应用包括：骨科上的应用，利用化学交联和物理交联方法制得的PVA水凝胶可作为人工软骨材料。PVA水凝胶具有关节软骨相似的结构和力学性能,与目前采用的金属与超高分子量聚乙烯制成的关节假体相比,PVA水凝胶的弹性模量与摩擦系数小,有助于实现液膜润滑,减少磨损及松动,因而有望用于制造人工关节软骨,去代替病变损伤的关节软骨。眼科上的应用，PVA溶液与水、甘油、乙烯乙二醇、二甲基亚砜混合冷却所得的透明的PVA水凝胶可用于制造软性接触眼镜,能较好地解决泪液中蛋白质易在镜片上沉淀的问题;而具有一定聚合度和醇解度的PVA经射线照射、交联形成的水凝胶可作为人工玻璃体,用于玻璃体切除术和视网膜脱离术;而由PVA大分子引入聚丙烯钠碳链得到的医用非纤维海绵,即离子化聚乙烯醇海绵,具有良好的亲水、吸液和吸血的性能,在眼科手术尤其是白内障人工晶体置换手术中具有很好的用途。外科中的应用，聚乙烯醇在外科中有着更为广泛的应用,如PVA水凝胶具有良好的生物相容性,对机体和组织无毒性和刺激,因而可制成伤口的敷料,与医用纱布敷料相比,水凝胶敷将缩短伤口的愈合时间且不会对伤口产生污染,具有很好的应用前景;将PVA在硝酸铈铵引发剂作用下,与丙烯氰和甲基丙烯酸-羟乙基酯接枝所制得的接枝膜可用于模拟人工肾膜,其透过性比目前使用的人工肾透析膜要好,若对该接枝膜的强度有所改进,则有望能真正地替代目前使用的铜玢膜而作为人工肾的透析膜;利用PVA管和瞬间粘合剂在血管对接时在短时间内溶解,一碰即可接上,从而能够大大地简化血管吻合手术;此外,有报道认为利用从子宫动脉注入PVA微粒栓塞的方法可作为治疗子宫肌瘤、子宫腺肌病等疾病的一种微创、疗效显著的治疗途径;同时,有人利用PVA加明胶海绵(GS)栓塞支气管动脉治疗大咯血也取得了良好的效果,证明了PVA加GS栓塞治疗大咯血不仅疗效显著,而且复发率低。1.2.2聚乙烯醇的生产技术：聚乙烯醇由醋酸乙烯经聚合醇解制成,通常有两种原料路线:一种以乙烯为原料,制醋酸乙烯,再制得聚乙烯醇;另一种以乙炔(分为电石乙炔和天然气乙炔)为原料制备醋酸乙烯,再制得聚乙烯醇 目前, 国外主要采用乙烯原料生产聚乙烯醇,而我国则大部分采用乙炔法生产聚乙烯醇当前,聚乙烯醇生产技术的进展主要表现在聚合工艺、醇解技术、改性技术以及新产品开发等几个方面。（1）聚合工艺，聚乙烯醇的性能主要由其聚合度、粘度和醇解度决定,目前聚乙烯醇产品的发展趋势是向高低两极发展,即聚合度(粘度)和醇解度向更高与更低两个方向发展通过不同的工艺得到不同用途的聚乙烯醇产品,是目前人们研究开发的热点通过使用硫醇等链转移剂,或使用链转移常数更大的溶剂,如异丙醇代替甲醇作聚合溶剂, 可以得到平均聚合度更低(聚合度10 一30 )的聚乙烯醇产品。（2）端基改性技术,聚乙烯醇的端基改性主要通过用含特定基团的硫醇作链转移剂,在聚乙烯醇的链端引人特定基团而实现改性,主要包括长碳链烷基改性和含氟端基改性等几方面长碳链烷基改性是在聚乙烯醇的链端引人长碳链烷基, 显著降低完全醇解级聚乙烯醇水溶液的表面张力当长碳链烷基碳原子数不超过12时,随着其碳原子数的增加,改性聚乙烯醇的表面张力逐渐降低基于它的这一性质,长碳链端基改性的完全醇解级聚乙烯醇可代替部分醇解聚乙烯醇用于醋酸乙烯的乳液聚合当它用于醋酸乙烯乳液聚合时,既可起保护胶体作用,又可充当非离子表面活性剂的作用,因而它与常规聚乙烯醇相比,具有更优异的性能如用十二烷基改性的完全醇解级聚乙烯醇作醋酸乙烯乳液聚合的保护胶体时,与用其他聚乙烯醇作保护胶体相比,所得聚醋酸乙烯乳液具有粒径更小!粘度更大!耐水性能更好且无絮凝物等优点此外,长碳链端基改性聚乙烯醇还表现出与淀粉很好的相容性,与淀粉能形成稳定!透明的水溶液,是一种性能优良的纺织浆料为了更有效地降低烷基改性聚乙烯醇的表面张力,可用含琉基的氟代烃代替硫醇作链转移剂进行端基改性,可制得含氟端基改性的聚乙烯醇含琉基的氟代烃主要包括F（CF2）7CONHC2H4SH和H(CF2)CH2O(CH2)3S H。通过使用含特定基团的链转移剂,可以制得各种端基改性聚乙烯醇等。1.3 淀粉复合材料的研究进展:1.3.1 淀粉填充型生物降解材料，科学家LGrifin在1973年首次获得有关淀粉填充塑料的专利后，淀粉填充型生物降解材料引起了广泛关注，并在8O年代获得蓬勃发展，不断地被加以改进，是目前国内外对各类淀粉生物降解材料研究得最为充分的。这类淀粉生物降解材料将淀粉作为填充剂，以一定的比例与力学性能良好的通用塑料PE 、PS ,PVC等进行共混。由于淀粉是多羟基极性高分子，与非极性的塑料不相容，所以通常对淀粉进行疏水处理后再与高聚物进行复合。改性方法可以是物理改性，也可以是化学改性。物理改性通常是指用偶联剂对淀粉进行亲油性改性。其实质是在每个淀粉颗粒表面均匀地包覆偶联剂以掩盖淀粉表面的基。化学改性是向淀粉分子引入疏水基团。这些基团在淀粉与合成树脂之间起到增容作用。改性方法可以是官能团的改性如淀粉的醚化、乙酰化酯化等或与自由基单(如丙烯酸酯、乙酸乙烯酯等)进行接枝共聚。目前，国内外对这类型淀粉材料的研究较为全面，技术较为成熟，并有部分产品投产。如加拿大的公司采用硅烷偶联剂对淀粉进行物理改性，处理后的淀粉疏水性增强，与聚乙烯共混，制成商品名为Ecostar的母料出售，其中淀粉的含量为4060。我国在这类淀粉降解材料的研究方面做了不少工作。研究单位主要有江西科学院应用化学研究所、天津大学、长春应用化学研究所、华南理工大学等。生产厂家已达 8O多家。 但国内外近十来年的降解性能试验表明由于填充型淀粉材料的含淀粉量只有 730，虽然其中的淀粉能酶解，但合成聚合物的cc单键并不能酶解或水解，淀粉降解后的组分成为碎片留在土壤或水域中，造成对环境的二次污染。目前这类型的产品已被国外淘汰，而我国已投产的绝大多数恰好是这类品种，并不能解决我国真正的塑料污染的问题。也有研究称可将这类材料造粒用做长效肥料的载体，称为“塑填肥料”，不对土壤产生副作用 。1.3.2 光、生物双降解型淀粉材料虽然普通塑料中的CC单键不具备水解、酶解的特性。但是可通过光解及氧化使之断下来，达到降解的目的。因此,在淀粉填充型塑料中加入光敏剂和化学助降剂，使之形成光、生物双降解材料，一方面可以克服淀粉基材料在非生物环境中的降解问题，也可以利用光敏剂的用量来达到人为控制降解时间的目的。国外在这一方面的开发较早，有些已商品化，如美国的Ampact公司和加拿大StLawrance公司有光和生物双降解母料销售。我国的四川大学、成都柯力化工研究所也开发出可控光、生物双降解型淀粉材料。目前国外应用的大多为此类型，我国这类型的产量在增加。虽然这类降解材料有较好的降解性能。但当光、生物双降解型淀粉塑料被埋入土中时，因缺乏光照射，光敏剂不能发挥作用，非生物降解部分不能降解或降解速度太慢，与填充型淀粉塑料有相似的污染后果。况且由于光敏剂在制品加工中均产生不同程度的毒性，有的甚至是致癌物，所以也将逐步停止使用。1.3.3 全淀粉材料90年代以来，国内外开始研制全淀粉塑料。由于天然淀粉分子之间有很强的氢键，天然淀粉具有微晶结构及粒状结构，其微品的熔融温度高于淀粉热分解温度，使之不具有热塑加工性能。但如果能使淀粉结构无序化，破坏其微晶，就能使淀粉具有热塑加工性能，所以，这类淀粉又称为热塑l生淀粉。由于其完全生物可降解性及热塑性，引起人们的关注，陆续有这类研究成果的报道，并有一些商品出售。美国的WarnerLambert公司于1993年推出了一种真正完全生物可降解材料，是以玉米、马铃薯淀粉和其他农产品的淀粉组成，加入少量的其它生物可降解材料组分，经螺杆挤出机加工而成。日本和台湾地区研究出以玉米为原料经加工塑化而得玉米淀粉树。德国Battelle研究所成功地用改良青碗豆研制出含直链很高的淀粉，可直接用通用的方法加工成型，得到的膜透明、柔软，可作为PVC的替代品使用。我国江西科学院应用化学研究所的邱威扬等人在这方面也进行了的大量研究工作，制成了全淀粉塑料薄膜。但力学性能不够。天津大学的陈菘哲、高建平等师承于九皋开展了大量的有关热塑性淀粉的流变性能的研究工作。我国目前制备热塑性淀粉的工艺路线大致有以下几种：(1)淀粉与增塑剂共挤出而成；(2)活性淀粉与可降解聚合物的复合；(3)通过接枝技术制备热塑性淀粉；1.4聚乙烯醇/淀粉共混材料：1.4.1淀粉/聚乙烯醇可生物降解塑料的成型加工，（1）流延成膜法，流延法是目前生产淀粉/PVA塑料薄膜的最主要的方法。这种方法是先把淀粉和PVA 制成水溶液，然后流延制膜。可在原液中添加增塑剂或添加剂来调整加工性能和产品质量。流延产品厚度精密度高、透明度、光泽度好。但此种生产方法溶液浓度低、生产能力低、设备费用大、占地面积多、工人操作劳动强度大、能耗高，从而限制了淀粉/PVA 薄膜的推广应用。（2）熔融挤出，淀粉和PVA 都具有多羟基、多氢键、高结晶度,等结构特点，淀粉/PVA 塑料熔融挤出的要点在于要破坏两组分的结晶结构，达到可塑化，前者主要是糊化处理，后者是要获得增塑凝胶化可自由流动粒子，在挤出前都使用高速混合机对淀粉、PVA 和添加剂进行预混，这样可以避免淀粉颗粒聚结，降低加工成型时的能耗。 1.4.2淀粉/PVA可降解塑料的生物降解机理:塑料的生物降解性是指在生物作用下所发生的降解和同化。对于淀粉/PVA 塑料起作用的生物主要是真菌、细菌和放线菌，水解和氧化分解作用可促进塑料的生物降解。微生物主要通过生物物理作用和生物化学作用完成对塑料的降解。整个降解过程一般分为下述三个阶段:（1）淀粉与微生物的发生同化作用，被分解为为二氧化碳气体和水;（2）淀粉消失后，塑料形成了多孔结构，网状结构被破坏，与淀粉接触的PVA 大分子的裸露表面积增大，开始加速分解，PVA 链发生断裂，摩尔质量变小;（3）PVA 高分子开始全面分解，最终降解为小碎片并很快会被微生物完全分解。 二、 课题意义对世界工业来讲，（1）在包装行业，淀粉在各种环境中具备完全生物降解能力，同时降解速度非常快，并且淀粉是一种可再生资源,每年都可以在植物中重新获取且淀粉的价格较低,远远低于合成聚合物的价格;塑料中淀粉分子降解后,形成二氧化碳气体,不对土壤或空气产生危害。聚乙烯醇(PVA)是可生物降解人工合成高聚物。淀粉/聚乙烯醇复合材料是真正意义上绿色环保型的完全生物降解塑料，这对于治理由一次性塑料制品、不可降解塑料带来的“白色污染”问题具有很重要的意义！（2）在医药行业，由于多糖是动物体细胞膜的重要组成成分,天然多糖本身就具有很好的细胞相容性,淀粉作为一种产量丰富的天然多糖,是一种体内植入材料的优良选择,淀粉/聚乙烯醇共混物能够将合成聚合物材料良好的力学性能与天然聚合物材料优良的生物相容性结合起来,还具有良好的细胞及血液相容性，能够作为诱导组织生长的潜在薄膜材料,可以利用膜的物理屏障功能将病损区与周围组织隔离,创造一个相对封闭的组织环境,从而使成骨细胞优先迁移、生长，这为牙周病的治疗、牙种植区骨量不足及其它骨缺损的修复、骨折的愈合提供了一个新的有效途径。对我自己来说，本论文主要制备淀粉/聚乙烯醇多孔复合凝胶，并研究其溶胀性能，分析溶胀温度、溶胀时间以及溶胀介质对其溶胀性能的影响，在实验过程中将自己大学四年所学的理论知识运用实验实践中，是对专业知识的一次查漏补缺，为以后的工作打下坚实的专业基础。三、 研究内容、途径与方法3.1 研究内容 （1）淀粉和聚乙烯醇均一分散体系的制备； （2）淀粉/聚乙烯醇多孔复合材料凝胶的制备； （3）淀粉/聚乙烯醇多孔复合凝胶溶胀性能测试与分析； （4）结论；3.2 与本题相关的研究内容，途径及方法3.2.1淀粉/聚乙烯醇复合材料的制备方法：（1）溶液流延法，溶液流延法是最早使用的成膜方法，按使用设备不同，可分为环状带式流延法和转筒式流延法。首先把淀粉和PVA溶解制成水溶液，混合均匀后流延成膜。为了调整其加工性能和产品品质，在原液中可以添加相应的增塑剂或添加剂。流延产品厚度精密度高，透明性、光泽度好。目前，PVA/淀粉共混薄膜大多采用流延法生产。但此种生产方法溶液浓度低、生产能力低、设备费用大、占地面积多、工人操作劳动强度大、能耗高，大大限制了PVA/淀粉共混薄膜的推广应用。（2）挤出成型法，挤出成型法是工业上生产效率最高的一种方法，但PVA/淀粉共混物难以用双螺杆挤出成型，用单螺杆挤出成型的也不多见。在目前的研究中，挤出前需使用高速混合机对淀粉、聚乙烯醇 和添加剂进行预混，以避免淀粉颗粒聚结并降低加工成型时的能耗。（3）模压法能制备出一定形状的制品，方法简单可行。聚乙烯醇/淀粉共混材料在模压之前，需要加入大量增塑剂。（4）PVA/淀粉共混材料的增塑剂：主要有甘油和水，近年来开发的可用于增塑PVA/淀粉共混物的增塑剂包括山梨醇、尿素、甲酰胺、柠檬酸、无机盐等。增塑剂相对分子质量小、体积小、能够自由进入淀粉、PVA分子的空隙，拉大分子间的距离，降低分子间作用，提高分子运动能力。增塑剂能破坏淀粉、PVA的氢键，破坏结晶结构，提高断裂伸长率，但会降低拉伸强度和结晶度。3.2.2 淀粉/聚乙烯醇复合材料的改性方法：交联改性对于PVA/淀粉共混材料，交联处理能有效提高淀粉与PVA的相容性以及力学性能。目前常用方法包括化学交联和物理交联。化学交联常用的交联剂包括戊二醛、环氧氯丙烷、硼酸、多聚磷酸钠等。物理交联常采用紫外辐照、等离子体处理等方法。（1）紫外辐照的方法交联，对热塑性PVA/淀粉共混薄膜进行表面交联。将制备的热塑性PVA/淀粉共混膜浸泡在含有一定量的苯磺酸钠溶液，在紫外辐照下，驱使光敏剂苯磺酸钠与复合膜表面发生交联反应，这种交联反应可改变热塑性PVA/淀粉共混薄膜的亲水特性，降低含水量和溶涨度，提高耐水性能，同时能提高拉伸强度、弹性模量，但断裂伸长率降低。（2）PVA/淀粉/天然聚合物共混改性, 壳聚糖是一种天然多糖，是甲壳素脱去分子中乙酰基的产物，其降解产物可作为土壤碳和氮的来源，安全无污染。其具有良好的成膜性，能够改善PVA/淀粉共混材料的耐水性和溶胀性能。（3）无机纳米粒子改性,对于PVA/淀粉共混材料，添加纳米粒子，是一种常用的改性方法，经纳米改性后，提高共混材料的相容性、力学性能、阻隔性能，缓解共混材料的降解。3.3.3,本题拟采用的方法：将淀粉和聚乙烯醇按一定的比例进行混合，加热搅拌混合体系，使淀粉、聚乙烯醇溶解，最终形成淀粉和聚乙烯醇均一分散体系，然后在过饱和的无机盐溶液中形成淀粉/聚乙烯醇多孔复合凝胶，然后测试和分析淀粉/聚乙烯醇多孔复合凝胶的溶胀性能。（1）检测溶胀时间、温度对其溶胀性能的影响：称取定量的淀粉的聚乙烯醇于容量瓶内，加入过饱和的无机盐溶液，加热搅拌使淀粉、聚乙烯醇溶解，形成均一分散体系，然后记录相对应的时间和温度。重复以上实验步骤，多记录几组数据，分析比较在温度一定的情况下，随着时间的变化，和在时间一定的情况下，随着温度的变化，观察其溶胀性能的变化，找出最优的实验时间和温度。（2）淀粉和聚乙烯醇的比例对其溶胀性能的影响：分别称取淀粉和聚乙烯醇的比例为11、12、21的混合物三份 于容量瓶内，加入过饱和的无机盐溶液，加热搅拌使淀粉、聚乙烯醇溶解，形成均一分散体系，在时间和温度最优的情况下，检测淀粉/聚乙烯醇比例对其溶胀性能的影响，找出最合适的比例。四、难点及存在的困难五、时间安排调查研究、毕业实习第一、二周查资料、开题报告第三、四周实验第五至九周数据处理第十、十一周写论文第十二、十三、十四周外文翻译、论文打印第十五周六、参考文献1 张可喜，符新. 淀粉复合材料的研究进展J .化学工程师，2006，128（5）:22-242 牛萍，严加安，徐海云