非晶高聚物粉体玻璃化转变特性及分散稳定性

摘要

本文的主要目的是通过对几种典型非晶态高分子淀粉粉体的玻璃化转变特性进行实验研究,寻求通过改变粉体的玻璃化转变温度来防止发生结块的途径和方法.在系统地分析比较了测量玻璃化转变温度的各种实验技术、实验装置及其适用条件后,设计了适合测量粉体玻璃化转变的实验方案.详细介绍差示扫描量热法(DSC)测定玻璃化转变的过程及原理,自行设计建立了一套热膨胀法(TDA)的实验装置,并实验考察了该方法用于测量粉体玻璃化转变温度的可行性.采用热膨胀法测定不同含水量下玉米、地瓜、荞麦、豌豆淀粉的玻璃化转变温度,得到了随着含水量的增加Tg降低的关系,探讨了水的增塑作用及影响机理,得到含水量与Tg的定量表达式,并用糯米淀粉的实验值对该关联式的有效性进行了验证,为预测不同含水量的淀粉的玻璃化转变温度及对淀粉的储藏加工提供了理论依据.采用相对黏度法及TDA与DSC法测定了淀粉同系物的黏均分子量和玻璃化转变温度,得到分子量对淀粉同系物的玻璃化转变的影响关系.采用DSC曲线分析法进行了各种填加剂与淀粉的相容性试验,考察了淀粉分别与水和黄原胶共混后体系的玻璃化转变行为,并根据高分子聚合物的共混模型对糯米淀粉与黄原胶共混物的玻璃化转变进行拟合,得到适用于此体系的经验关联式,并应用玉米等淀粉与黄原胶共混后的实验值进行验证,得到该关联式的有效性,为预测淀粉与黄原胶共混后的玻璃化温度值提供了理论依据.

目录

文摘

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独创性说明

0引 言

1文献综述

1.1非晶态高聚物粉体

1.1.1非晶态高聚物

1.1.2非晶态粉体

1.1.3粉体的结构变化

1.2玻璃化转变理论

1.2.1玻璃态、高弹态和粘流态

1.2.2玻璃化转变理论

1.3影响玻璃化转变温度的因素

1.3.1化学结构对玻璃化转变温度的影响

1.3.2分子量和分子量分布对Tg的影响

1.3.3分子间相互作用的影响

1.3.4共聚的影响

1.3.5共混的影响

1.3.6交联作用的影响

1.3.7压力的影响

1.4食品、医药粉体玻璃化转变的国内外研究进展

1.4.1玻璃化转变在冷冻与干燥食品中的应用

1.4.2淀粉玻璃化转变对食品品质的影响

1.4.3微胶囊干燥

1.4.4冰淇淋的冷冻保藏

1.4.5玻璃化法超低温保存的原理和发展

1.4.6玻璃化法在动物胚胎冻存中的作用

1.5小结

2实验技术与实验装置

2.1玻璃化转变实验方法

2.1.1差热分析法

2.1.2核磁共振法

2.1.3反相色谱法

2.1.4热机械性能法

2.1.5热膨胀法(TDA)

2.2差示扫描量热法(DSC)

2.2.1CDR-34P功率补偿式差动热分析仪

2.2.2功率补偿式DSC工作原理

2.2.3曲线上玻璃化转变的判定

2.2.4各种粉体DSC曲线的分析实验

2.3热膨胀法(TDA)

2.3.1体膨胀法原理及实验装置

2.3.2实验装置的安装和调试

2.3.3实验方法与步骤

2.4实验物料及其性质

2.4.1直链淀粉

2.4.2支链淀粉

2.5辅助性试验

2.5.1含水量的测定

2.5.2分子量的测定

2.5.3结构分析

2.5本章小结

3含水量对玻璃化转变温度的影响

3.1淀粉的含水量与玻璃化转变温度的测定

3.1.1含水量的测定

3.1.2不同含水量淀粉玻璃化转变温度的测定

3.2实验结果与讨论

3.2.1水对淀粉玻璃化转变行为的影响机理

3.2.2水对淀粉颗粒微晶结构的影响

3.2.3水对淀粉玻璃化转变温度的影响

3.2.4最大冷冻浓缩浓度Cg’和最大冷冻浓缩液的玻璃化温度Tg’的计算

3.3本章小结

4分子量对玻璃化转变温度的影响

4.1基本理论

4.1.1高聚物链柔性

4.1.2高分子的大小

4.1.3高聚物链柔性与Tg的关系

4.1.4玻璃化转变温度Tg对分子量Mn的依赖关系

4.2实验及数据处理

4.2.1分子量的测定

4.2.2玻璃化转变温度的测定

4.3结果与讨论

4.3.1实验处理结果

4.3.2讨论

4.4本章小结

5共混对玻璃化转变温度的影响

5.1基础理论

5.1.1高分子混合物的概念

5.1.2高分子的相容性

5.1.3理论模型

5.2共混物相容性的实验研究

5.2.1共混高聚物聚集态的主要特点

5.2.2相容性实验

5.3共混物玻璃化温度的实验测定

5.3.1淀粉与水共混

5.3.2淀粉与黄原胶共混

5.4本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢

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