淀粉材料化学

目录
第1章 淀粉材料概论 1
1.1 一般描述 1
1.2 淀粉研究的历史 3
1.3 淀粉的生物降解和转化 6
1.3.1 生物降解 6
1.3.2 淀粉糖 6
1.3.3 生物转化化学品 7
1.4 改性淀粉 7
1.5 淀粉食品 8
1.6 淀粉的非食品应用 9
1.6.1 造纸和纸板 9
1.6.2 纺织品上浆 10
1.6.3 其他应用 11
1.6.4 淀粉材料的重点应用领域 11
参考文献 12
第2章 淀粉结构 15
2.1 淀粉来源 15
2.1.1 谷类淀粉 15
2.1.2 薯类淀粉 16
2.1.3 豆类淀粉 16
2.1.4 淀粉结构 16
2.2 淀粉化学结构 17
2.2.1 淀粉的组成 17
2.2.2 直链淀粉 18
2.2.3 支链淀粉 20
2.2.4 中间组分 23
2.3 淀粉结晶 24
2.3.1 淀粉分子构象和螺旋结构 24
2.3.2 A型结晶 27
2.3.3 B型结晶 28
2.3.4 V型结晶 29
2.3.5 C型结晶 34
2.3.6 晶型转变 36
2.3.7 结晶度测定 37
2.4 淀粉的颗粒结构 39
2.4.1 晶簇 39
2.4.2 生长环 40
2.4.3 黑十字 41
2.4.4 超螺旋结构 42
2.4.5 止水塞结构 43
2.4.6 淀粉颗粒 45
参考文献 47
第3章 淀粉的包合配合物 51
3.1 直链淀粉的结构 51
3.1.1 天然颗粒淀粉 51
3.1.2 直链淀粉单螺旋的构象和多晶性 53
3.2 直链淀粉包合配合物的结构表征 58
3.2.1 结晶结构表征 58
3.2.2 分子链构象(固态13C NMR) 62
3.2.3 分子链构象(可见-红外和频振动光谱) 64
3.2.4 超分子结构表征(小角散射) 66
3.3 直链淀粉的包合配合作用 69
3.3.1 直链淀粉与有机小分子的包合配合 69
3.3.2 直链淀粉与无机物的包合配合 74
3.3.3 直链淀粉与高分子的包合配合 76
3.4 环糊精的包合配合物 79
3.4.1 环糊精结构 80
3.4.2 环糊精包合配合物的形成 82
3.4.3 环糊精配合物的结晶结构 85
3.4.4 环糊精包合配合物的性能 89
3.4.5 环糊精包合配合物的应用 93
参考文献 94
第4章 淀粉的溶解和吸湿 102
4.1 淀粉糊化 102
4.1.1 淀粉糊化与糊化过程 102
4.1.2 糊化影响因素 103
4.2 淀粉回生 107
4.2.1 淀粉回生现象 107
4.2.2 淀粉回生机理 108
4.3 糊化和回生的测定方法 109
4.3.1 糊化的测定方法 109
4.3.2 回生的测定方法 113
4.4 淀粉溶剂 114
4.4.1 二甲基亚砜 115
4.4.2 碱/尿素水溶液 117
4.4.3 其他 118
4.5 淀粉在NaOH/尿素水溶液中的溶解过程 119
4.6 吸湿性 121
4.6.1 淀粉吸湿性 121
4.6.2 淀粉吸湿等温线 123
4.6.3 含水量对淀粉结晶结构的影响 126
参考文献 127
第5章 无机盐对淀粉的作用和淀粉增塑 134
5.1 淀粉与亲水小分子的相互作用 134
5.2 淀粉与无机盐的相互作用 136
5.2.1 无机盐对淀粉糊化的影响 136
5.2.2 无机盐对淀粉糊黏度的影响 140
5.2.3 无机盐对淀粉糊回生的影响 140
5.2.4 无机盐对淀粉凝胶稳定性的影响 141
5.2.5 无机盐对淀粉玻璃化转变的影响 142
5.2.6 无机盐对淀粉降解和水解的影响 143
5.2.7 无机盐增塑 144
5.2.8 淀粉对金属矿的浮选 144
5.2.9 无机盐对抗性淀粉形成的影响 146
5.3 淀粉增塑 146
5.3.1 增塑机理 146
5.3.2 增塑淀粉的结构和性能 147
5.3.3 反增塑效应 149
5.4 增塑剂分类 150
5.4.1 水 150
5.4.2 端羟基化合物 152
5.4.3 端氨基化合物 157
5.4.4 端羧基化合物 160
5.4.5 含酯基化合物 162
5.4.6 超支化聚合物 163
5.4.7 离子液体 164
5.4.8 低共熔溶剂 165
参考文献 167
第6章 淀粉的湿热加工、抗性淀粉及淀粉膜材料 177
6.1 加工过程对淀粉结构和性能的影响 177
6.1.1 淀粉的湿热加工 177
6.1.2 淀粉的热机械加工 180
6.1.3 淀粉材料的力学性能 181
6.2 抗性淀粉 184
6.2.1 抗性淀粉的分类 184
6.2.2 直链淀粉/脂质物配合体抗性淀粉 185
6.3 淀粉膜材料 187
6.3.1 淀粉膜的制备方法 188
6.3.2 淀粉改性膜 191
6.3.3 淀粉复合膜 192
6.3.4 淀粉膜的吸湿性 195
6.3.5 淀粉膜中水的聚类分析 200
6.3.6 淀粉膜的阻隔性 202
6.3.7 功能和智能淀粉膜 207
参考文献 210
第7章 淀粉的改性 219
7.1 概述 219
7.2 淀粉的物理改性 219
7.2.1 水热处理 220
7.2.2 球磨加工 225
7.2.3 挤压加工 228
7.2.4 超声波处理 231
7.2.5 其他物理改性方法 233
7.3 淀粉的化学改性 235
7.3.1 淀粉化学改性工艺 236
7.3.2 酸解淀粉 237
7.3.3 接枝淀粉 241
7.3.4 酯化淀粉 249
7.3.5 氧化淀粉 253
7.3.6 醚化淀粉 258
7.3.7 交联淀粉 260
参考文献 263
第8章 淀粉与高分子共混 277
8.1 概述 277
8.2 淀粉/多糖高分子共混物 278
8.2.1 淀粉/纤维素衍生物共混物 278
8.2.2 淀粉/壳聚糖共混物 282
8.3 淀粉/亲水高分子共混物 285
8.3.1 淀粉/聚乙烯醇共混物 285
8.3.2 淀粉/蛋白质 292
8.4 淀粉/疏水高分子共混物 294
8.4.1 淀粉/低密度聚乙烯 294
8.4.2 淀粉/聚己内酯 298
8.4.3 淀粉/聚乳酸 300
8.5 共混方法 302
8.5.1 挤出成型 302
8.5.2 挤出发泡 304
8.5.3 注塑成型 305
8.5.4 压制成型 305
8.5.5 溶液成膜 306
8.5.6 吹塑成型 307
8.5.7 反应性挤出 308
8.6 总结 309
参考文献 309
第9章 淀粉基纳米复合材料 319
9.1 概述 319
9.2 淀粉/层状硅酸盐纳米复合材料 320
9.2.1 层状硅酸盐 321
9.2.2 插层热力学和动力学分析 322
9.2.3 制备方法 323
9.2.4 结构形态 324
9.2.5 结构性能 325
9.2.6 基于淀粉共混物的纳米复合材料 332
9.3 淀粉/多糖类纳米填料复合材料 334
9.3.1 纳米纤维素 334
9.3.2 淀粉纳米晶(颗粒) 335
9.3.3 甲壳素(壳聚糖)纳米晶(颗粒) 336
9.3.4 淀粉/纳米纤维素复合材料制备方法 336
9.3.5 纳米纤维素增强的淀粉基复合材料 338
9.3.6 淀粉纳米颗粒增强的淀粉基复合材料 341
9.3.7 甲壳素(壳聚糖)纳米颗粒(晶须)增强的淀粉基复合材料 342
9.4 碳系填料增强的淀粉纳米复合材料 343
9.4.1 碳系纳米填料 343
9.4.2 淀粉/碳系纳米复合材料制备方法 344
9.4.3 碳纳米管增强的淀粉基纳米复合材料 345
9.4.4 氧化石墨增强的纳米复合材料 348
9.4.5 炭黑增强的纳米复合材料 350
9.5 其他纳米填料增强的淀粉基纳米生物复合材料 350
9.5.1 金属氧化物以及金属硫属化物增强的纳米复合材料 350
9.5.2 水滑石增强的纳米复合材料 351
9.5.3 α-磷酸锆增强的纳米复合材料 351
9.5.4 羟基磷灰石增强的纳米复合材料 351
9.6 总结 352
参考文献 353
第10章 淀粉基材料的应用 361
10.1 概述 361
10.1.1 淀粉生物塑料 361
10.1.2 淀粉增塑和纳米复合材料 363
10.1.3 淀粉应用分类 364
10.2 传统工业使用的淀粉 365
10.2.1 药片黏结剂和崩解剂 365
10.2.2 木材胶黏剂 367
10.2.3 瓦楞纸板胶黏剂 372
10.2.4 建筑材料 373
10.2.5 铸砂黏结 374
10.2.6 生物质燃料球团 374
10.2.7 羟基磷灰石黏合 376
10.2.8 造纸 376
10.2.9 纺织浆纱 379
10.3 淀粉材料应用领域的新拓展 381
10.3.1 淀粉泡沫材料 381
10.3.2 淀粉絮凝剂 384
10.3.3 淀粉水凝胶 387
10.3.4 缓释剂 390
10.3.5 微胶囊 394
10.3.6 靶向药物 395
10.3.7 生物工程支架 395
10.3.8 淀粉纤维 396
10.4 总结 400
参考文献 401