如今,全球每年生产超过2亿吨塑料供人们消费。合成高分子材料以其优良的耐久性、抗介质性、高强度及易于加工等优良性能而成为工业生产和日常生活中不可缺少的部分。但是随着高分子化工的主要原料石油、煤炭等化石资源的日益枯竭,导致石油煤炭价格飞涨,而且传统的非降解型高分子材料废弃物日益增多,造成极大的环境污染,因此人们将目光转向可生物降解、环境友好的高分子材料的研究和开发。天然高分子,如纤维素、淀粉、甲壳素、蛋白质、天然橡胶及各种多糖是地球上取之不尽、用之不竭的可再生资源,而且它们具有多种结构和功能基团,易于化学和物理改性,同时具有生物可降解性、生物相容性及安全性等特点。为此,世界发达国家都把眼光投向可再生资源—天然高分子的研究与开发。本论文的主要研究内容和结论如下:1.用甘油增塑的淀粉和魔芋制备了一系列复合膜。样品的FT-IR,XRD和SEM表明淀粉和魔芋相互作用,形成很强的氢键作用,而使得它们有很好的相容性。随着魔芋在复合膜中含量的增加,淀粉的结晶熔融温度(T_m)降低。在甘油含量为10%时,同纯淀粉膜相比,当魔芋含量从0%增加到70.0%,复合膜的拉伸强度从7.4 MPa增加到68.1 MPa。值得注意的是,所有复合膜的断裂伸长率都比纯淀粉的高,在甘油含量为20%,魔芋含量为70.0%时,样品的断裂伸长率达到最大值59.0%。吸湿结果表明,魔芋的存在,增加了复合膜的吸湿性能。复合膜性能的改进,可能是淀粉和魔芋之间产生的协同作用和氢键作用所导致的。综上所述,作为潜在的应用性,淀粉魔芋复合膜可以作为可食膜和可降解包装材料。2.热塑性淀粉经过水热处理后,其结构发生了很大的变化,粘度、XRD、DSC和SEM分析结果表明:水热处理能有效的改变淀粉的微结构;能有效阻止热塑性淀粉材料在干燥过程中的回生和重结晶;同时能降低淀粉的玻璃化温度T_g。力学性能测试表明,温度为110℃下水热处理过的淀粉膜(甘油含量为30.0%)的拉伸强度为11.78 MPa,断裂伸长率为27.24%,与相同甘油含量不用水热处理的淀粉膜相比,拉伸强度提高了5.75 MPa,断裂伸长率提高了3.32%,表明水热处理后淀粉结构和理化性质发生改变,从而导致淀粉膜力学性能的改变,为热塑性淀粉材料工业化生产和应用提供一定的理论依据。3.淀粉被酸性高锰酸钾氧化得到氧化淀粉作为基体聚合物,以甘油为增塑剂与壳聚糖共混,制的生物可降解复合材料。样品的FT-IR,XRD和SEM分析结果表明氧化淀粉和壳聚糖相互作用,形成很强的氢键作用,而使得它们有很好的相容性。与淀粉/壳聚糖共混膜相比,氧化淀粉/壳聚糖共混膜的拉伸强度得到了一定的提高,特别是当壳聚糖含量低于30 wt%时,随着壳聚糖在复合膜中的含量增加,拉伸强度由8.15 MPa增加到11.02Mpa。表明淀粉通过氧化引入的羧基和壳聚糖的氨基产生静电作用,使得他们的复合材料的力学性能得到提高。4.淀粉被硫酸水解得到纳米淀粉晶须作为增强剂,以甘油为增塑剂、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为分散剂,制得壳聚糖生物可降解纳米复合材料。样品的FT-IR,XRD和SEM分析结果表明纳米淀粉和魔芋相互作用,形成很强的氢键作用,而使纳米淀粉很好地分散在壳聚糖基质中。当纳米淀粉含量小于3 wt%时,随着纳米淀粉在复合膜中的含量增加,复合膜的热稳定性增加、拉伸强度由52.59 MPa增加到61.13 MPa。同时,纳米淀粉的加入提高了复合膜的阻湿性能。