辛烯基琥珀酸淀粉的制备工艺范文

《大连工业大学学报》2014年第四期

1膜性能测试

1．1抗张强度与断裂伸长率将膜裁成长8cm、宽为1．5cm的膜条，随机取5点测出膜厚并取其平均值［7］；在抗张强度测试仪上读取膜断裂时拉力的数值以及膜的断裂伸长率，膜的抗张强度按式（2）计算。

1．2膜的透光率测定采用721分光光度计进行测定。将待测膜裁成矩形紧贴于比色皿的一侧，在660nm下测定其透光率，以空比色皿作为校正［8］。

1．3耐水性测定以接触角对膜的耐水性进行表征，将膜裁成2cm×2cm的膜片，放到载玻片上，然后放到触角测试仪上，用注射器在待测膜表面滴一小滴去离子水，测量水滴两边的接触角并求其平均值［9］。

2结果与讨论

2．1OSA的加入量对酯化反应的影响在淀粉乳质量分数为0．25g／mL、温度35℃、pH为8．5左右、反应时间为3h的反应条件下，考察OSA对酯化反应的影响［10］，如图1所示。随着OSA加入量的增加，辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度增大，但在酸酐达到一定浓度后，增大趋势趋于平缓。这说明随着反应的进行，酸酐的量增加到一定程度时，较多的酸酐被醇解，使得辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度的变化越来越小。在实际生产中，为了获取不同取代度的辛烯基琥珀酸淀粉酯，改变酸酐的用量是一个有效的途径。

2．2淀粉取代度对膜性能的影响选取原淀粉（取代度0）及取代度为0．013、0．021、0．040、0．050的改性淀粉，分别加入1％海藻酸钠与1％甘油在相同条件下制成膜并进行相关测试，实验结果如表1所示。从表1看出，原淀粉抗张强度和断裂伸长率等指标数值较低，说明其性能较差。随着取代度的上升，淀粉结构发生变化，以致其强度增加，而取代度上升到一定程度后，淀粉分子链的支化程度增加，分子间距离增加，聚合物拉伸强度降低。随着取代度上升，淀粉糊液的黏度上升，膜液黏度增加，导致其流延膜的结构缺乏均一性，线性分子间会产生类似淀粉老化作用的现象而形成结晶区，膜液发白，透明度下降。随着取代度的上升，接触角不断增大，表明其耐水程度增加。因此，选取取代度为0．021的SSOS为可食膜的基材。

2．3最佳SSOS质量分数的确定分别制备质量分数为1％、2％、3％、4％、5％、6％的SSOS溶液，添加1％的海藻酸钠和1％的甘油，定量在有机玻璃板上均匀流延，于50℃恒温箱中干燥4h，进行测试。当SSOS质量分数大于6％时，体系黏度过大而成膏状，无法用流延法涂膜。其他样品黏度有上升，但仍能流动，SSOS膜液质量分数1％～5％比较合适。不同浓度的SSOS膜液的抗张强度、断裂伸长率、透光率、接触角如表2所示。随着膜液中SSOS含量的增加，抗张强度上升，断裂伸长率下降。试验结果表明，SSOS质量分数小于2％时，成膜液流动性大，形成薄膜薄不易剥离；当质量分数大于5％时制膜液黏稠，且在成膜时容易形成气泡不容易去除。如表2所示，SSOS质量分数在3％～4％膜的综合性能最优，因此选用质量分数为3．5％SSOS作为可食膜的基材进行试验以确定海藻酸钠和甘油的质量分数。

2．4海藻酸钠（NaAlg）用量对膜性能的影响分别向质量分数为3．5％SSOS溶液中添加不同比例的海藻酸钠以及质量分数为1％的甘油，海藻酸钠用量对膜性能的影响如表3所示。随着海藻酸钠的增加，抗张强度逐渐升高。当用量为0．75％时，其抗张强度、断裂伸长率、透光性、耐水性等综合性能较好。这是因为海藻酸钠与SSOS共同形成的网状结构均匀，随着增强剂用量增加，单位体积中线性结构增多，膜的抗张强度增加。但是由于线性分子间作用强，会有更多的水分被挤出，使断裂伸长率有所下降。当增强剂超过0．75％时，膜液黏度大，增强剂难以均匀分散，膜的结构缺乏均一性，线性分子间发生类似SSOS老化作用而形成结晶区，故透明度下降，膜发白，质地变硬［11］。可食膜接触角随着增强剂增加而增大，证明SSOS与增强剂之间形成了致密的空间网络结构，使膜的耐水性显著提高。

2．5甘油用量对膜性能的影响分别向质量分数为3．5％SSOS溶液中添加不同比例的甘油以及1％的海藻酸钠，如表4所示。随着甘油量的增加，膜的抗张强度减少。原因可能是甘油量增加，单位体积内羟基数目增多，结合成水分子的数目也增多，使膜中SSOS的相对含量下降，削弱了分子间的相互作用，导致膜的致密性下降，结构变差，而羟基增塑作用使断裂伸长率有所提升。添加甘油削弱了SSOS的分子间的次价键，使其膜内晶区的破坏程度增大，其塑化效果提高，透明度有所上升，同时致密性降低也使得其耐水程度有所下降。

2．6正交试验由以上分析得知SSOS、海藻酸钠、甘油质量分数是可食膜的主要影响因素，因此以这3种因素作正交试验。选取单因素试验中综合性能最优的点作正交试验，分别为取代度0．021的SSOS3．2％、3．5％、3．8％，海藻酸钠0．60％、0．75％、0．90％，甘油0．85％、1．00％、1．15％。由表5可知，影响可食膜的抗张强度的主次顺序为B＞A＞C，影响可食膜断裂伸长率的因素主次顺序为A＞C＞B，影响可食膜透光率的因素主次顺序为A＞B＞C，影响可食膜耐水程度主次顺序为A＞C＞B。综合分析比较最佳组合为A2B3C3。

3结论

淀粉的取代度随着酸酐用量的改变而变化。在取代度为0．021时SSOS的综合性能达到最佳。单因素试验确定取代度为0．021，SSOS为3．5％，海藻酸钠为0．75％，甘油为1％。通过正交试验对膜的制备进行优化，SSOS、海藻酸钠、甘油的质量比为3．5∶0．9∶1．15时膜的综合性能最高，其抗张强度为33．21MPa，断裂伸长率为6．34％，透光率为52％，接触角为47．2°。

作者：唐辰炜邵静李沅刘兆丽单位：大连工业大学轻工与化学工程学院