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研究生:鄭文彥
研究生(外文):Wen-Yen Chang
論文名稱:添加酵素/甘油混煉玉米澱粉/PHBV塑膠原料粒物理化學及生物分解特性之影響
論文名稱(外文):Effects of α-amylase/glycerol and corn starch/PHBV on the plastic pellets’ physical chemical and biodegradable properties
指導教授:彭錦樵彭錦樵引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:生物產業機電工程學系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:98
中文關鍵詞:擠壓技術塑化劑生物可分解塑膠原料粒
外文關鍵詞:extrusion technologyplasticizerbiodegradableplastic pellets
相關次數:
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本研究利用反應曲面法之實驗設計,探討在主原料(玉米澱粉)中添加酵素,以及在副原料(PHBV)中添加甘油,配合擠壓加工技術開發生物可分解塑膠原料粒,並對此塑膠粒進行各項性質之分析測定。各項性質包括機械性質、化學性質、熱特性、樣品表面結構等。將分析結果之最大荷重、水溶性指標及吸水性指標三項反應性狀利用中心組合因子設計,建立其迴歸模式,然後將三項反應性狀之等高線圖重疊後可得一最適操作條件,其中甘油添加比例為120.79 ml,酵素之添加比例為5.43 g。帶入各反應性狀之迴歸模式時,經計算可得水溶性指標為8.73%、吸水性指標為3.94%及最大荷重為304.17 N之生物可分解塑膠原料粒產品特定預估值。並將此最適操作條件之產品進行生物分解性測定。擠壓機操作條件固定於模具溫度為160℃、160℃、165℃與165℃,螺軸轉速為40 rpm,進料速率為完全進料(填充比為1)。另一方面本研究之樣品熔點Tm值約在169.6℃~173.7℃,而樣品熱裂解溫度Td約在276.9℃~286.0℃。根據CNS14432之生物可分解塑膠之測試標準進行產品分解度測試,樣本於第36天時其生物分解度達70.68%,在第45天時達78.13%,已符合法規之標準;再利用酵素分解法測定時,得到在反應時間300min後,重量損失達到70.55%。故可判定本研究所研發塑膠原料粒具備生物可分解之特性,本研究結果應可作為進一步研究及商品化之參考,以協助解決垃圾減量之問題。
In this study, response surface methodology (RSM) was used to analyze the effect of different additives (α-amylase and glycerol) on the mechanical, chemical, and thermal properties of a biodegradable corn starch/PHBV blended plastic pellets as well as the surface structure analysis and biodegradability. A rotatable central composite design (RCCD) was used to develop models for the objective responses. The experiments were run at barrels temperatures 160°C, 160°C, 165°C, and 165°C, respectively with screw speed 40 rpm and complete feeding (filling ratio = 1). Individual contour plots of the different responses were overlaid, and regions meeting the optimum water solubility index (WSI) of 8.73%, water absorption index (WAI) of 3.94% and maximum load of 304.17 N were identified at the glycerol level of 120.79 ml and the enzyme level of 5.43 g, respectively. Another objective of this study is to focus on the composition levels affecting the thermal properties (melting point (Tm) and thermal degradation temperature (Td)) of extruded pellets. The results indicated that the melting temperature (Tm) of extruded pellets was ranged from 169.6℃~173.7℃ and the thermal degradation temperature (Td) was ranged from 276.9℃~286.0℃. In order to evaluate the possibility of using extruded pellets as biodegradable plastic raw materials, the biodegradability of the extruded pellets was being tested according to the CNS14432 standard. The result indicated that the biodegradability of the extruded pellets reached 70.68% after 36 days and 78.13% after 45 days, respectively. Moreover, by using the enzymes analysis method, the weight loss reached 70.55% after 300 min. Therefore, the extruded pellets were environmental friendly, which can be applied to the industry as well as the reduction of refuse.
中文摘要 i
英文摘要 ii
表目錄 vi
圖目錄 vii

1. 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 3
2. 文獻探討 4
2.1 可分解性塑膠 4
2.2 澱粉 8
2.3 聚羥基烷酯 13
2.4 擠壓技術 17
2.5 塑化劑之簡介 22
2.6 反應曲面法 23
3. 材料與方法 25
3.1 實驗材料與設備 25
3.2 實驗設計與實驗步驟 27
3.3 測定項目及分析方法 31
3.4 資料統計及分析 38
4. 結果與討論 40
4.1 產品機械性質 40
4.2 產品化學性質 48
4.3 產品熱特性分析 61
4.4 產品表面結構分析 69
4.5 各反應性狀間之相關性分析 73
4.6 最適原料配方比例之選定與評估 75
4.7 產品生物分解性分析 76
5. 結論 89
6. 建議 91
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